Question

某化学小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，其实验流程如下图所示：

（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是

 

．
（2）步骤①、③的过滤操作中，除用到铁架台（带铁圈）、普通漏斗外，还需要使用的玻璃仪器是

 

．
（3）已知：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Cu2+	4.7	6.7
提供的试剂：a．NaOH   b．H2O2   c．Na2CO3  d．CuO

参照表中给出的数据和试剂，请回答：
步骤②的目的是

 

，反应的离子方程式是

 

．步骤③中调节溶液pH的范围是

 

，试剂Y是

 

（填化学式）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的杂质，将粗CuO溶于过量盐酸，发生的反应有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液I中溶质为FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后调节pH过滤，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeCl₂氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO调节溶液的pH，所以Y可以是CuO，则沉淀II为Fe（OH）₃，然后将溶液II蒸发浓缩、冷却结晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛围中加热CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂；
（1）碱性氧化物和酸反应生成盐和水；
（2）需要引流的仪器和盛放溶液的仪器；
（3）步骤②加入氧化剂将亚铁离子氧化生成铁离子，然后调节溶液的pH除去铁离子；当铁离子完全沉淀时溶液的pH为3.2，当铜离子出现沉淀时溶液的pH为4.7，调节溶液的pH要除去铁离子而不能除去铜离子．

解答： 解：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的杂质，将粗CuO溶于过量盐酸，发生的反应有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液I中溶质为FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后调节pH过滤，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeCl₂氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO调节溶液的pH，所以Y可以是CuO，则沉淀II为Fe（OH）₃，然后将溶液II蒸发浓缩、冷却结晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛围中加热CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂．
（1）通过以上分析知，CuO和酸反应生成铜盐和水，离子方程式为CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，故答案为：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O； 
（2）还需要起引流作用的玻璃棒，盛放溶液的烧杯，故答案为：玻璃棒、烧杯；
（3）步骤②加入氧化剂将亚铁离子氧化生成铁离子，然后调节溶液的pH除去铁离子，选取双氧水时发生的离子反应为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；当铁离子完全沉淀时溶液的pH为3.2，当铜离子出现沉淀时溶液的pH为4.7，调节溶液的pH要除去铁离子而不能除去铜离子，所以溶液的pH范围为3.2-4.7，可以加入CuO调节溶液的pH，故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O； 3.2-4.7； CuO．

点评：本题考查混合物的分离和提纯，涉及除杂剂的选取、氧化还原反应、仪器的选取等知识点，侧重考查整体分析解答能力，会根据仪器的作用选取仪器，难点是确定调节溶液的pH时pH的取值范围，题目难度中等．