题目内容

19.用粗氧化铜(含少量Fe)制取纯净的CuCl2?2H2O的主要过程是:
①将粗氧化铜溶解于稀盐酸中,加热、过滤.调节滤液的pH为3;
②对①所得的滤液按下列步骤进行操作:

已知:
物质开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe3+1.93.2
Fe2+7.09.0
Cu2+4.76.7
回答下列问题:
(1)加入氧化剂X的目的是:将Fe2+氧化为Fe3+,便于生成沉淀而与Cu2+分离
本实验最合适的氧化剂X是c(填字母)
a.K2Cr2O7    b.NaClO    c.H2O2     d.KMnO4
反应的离子方程式是2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O.
(2)Y可选:CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,调节pH3.2≤pH<4.7
除去Fe3+的有关离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+
(3)采用低温减压蒸发结晶的方法得到CuCl?2H2O的晶体,还要在过程中不断通入HCl气体,且不能蒸干.

分析 工业上制取纯净的CuCl2•2H2O的主要过程:将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜,铁和盐酸反应生成氯化亚铁,过滤,滤液中含有亚铁离子、铜离子、氯离子,加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子,然后加入Y调节溶液的pH,将铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,得到的溶液乙为氯化铜溶液,然后在持续通入HCl气体并不断搅拌条件下蒸发溶液乙获得氯化铜晶体,
(1)依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体,需要除去亚铁离子,所以要加入氧化剂,加入氧化剂X不能引入新的杂质;
(2)Y物质应调节溶液的酸性,调节溶液PH时铁离子全部沉淀,铜离子不能沉淀且不能引入新的杂质离子,据此判断调节pH值,铁离子水解生成氢氧化铁沉淀而除去;
(3)氯化铜水溶液蒸发浓缩,铜离子水解,生成的氯化氢挥发,加热促进水解正向进行,得到氢氧化铜,实验需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体.

解答 解:工业上制取纯净的CuCl2•2H2O的主要过程:将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜,铁和盐酸反应生成氯化亚铁,过滤,滤液中含有亚铁离子、铜离子、氯离子,加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子,然后加入Y调节溶液的pH,将铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,得到的溶液乙为氯化铜溶液,然后在持续通入HCl气体并不断搅拌条件下蒸发溶液乙获得氯化铜晶体.
(1)依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体,需要除去亚铁离子,所以要加入氧化剂,便于生成沉淀而与Cu2+分离,加入氧化剂X不能引入新的杂质,所以可以用双氧水,故选c,反应的离子方程式为:2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+,便于生成沉淀而与Cu2+分离;  c;2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;
(2)Y物质应调节溶液的酸性,调节溶液PH时铁离子全部沉淀,PH值大于3.2,铜离子不能沉淀则PH值 小于4.7,且不能引入新的杂质离子,实验需要加入和酸反应的固体物质CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O,Fe3+几乎完全水解而沉淀反应的离子方程式为Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+,
故答案为:CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3;3.2≤pH<4.7;CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+;
(3)氯化铜水溶液蒸发浓缩,铜离子水解,CuCl2+H2O?Cu(OH)2+2HCl,生成的氯化氢挥发,加热促进水解正向进行,得到氢氧化铜,所以实验需要在氯化氢气流中蒸发,抑制水解反应进行,析出得到氯化铜晶体,
故答案为:HCl.

点评 本题考查了物质制备实验方案的分析判断,实验操作过程的注意问题,除杂不能引入新的杂质是解题关键,题目难度中等.

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