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+ | 1.9 | 3.2 |
| Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
(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.
| A. | 丙烷的球棍模型: | B. | S2-的结构示意图: | ||
| C. | CO2的电子式:O=C=O | D. | 乙烯的结构简式:CH2CH2 |
| A. | 碳酸钠溶液呈碱性,可用热的纯碱溶液除去油脂 | |
| B. | 硝酸与铁发生化学反应,不可用铁制容器盛装浓硝酸 | |
| C. | 铝表面易形成致密的氧化膜,铝制器皿可长时间盛放咸菜等腌制食品 | |
| D. | H2与Cl2光照发生爆炸,工业上不能用H2与Cl2做原料生产HCl |
Ⅰ.向菱锰矿中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量MnO2,过滤;
Ⅲ.调节滤液pH=a,过滤;
Ⅳ.浓缩、结晶、分离、干燥得到产品;
Ⅴ.检验产品纯度.
(1)步骤Ⅰ中,滤渣的主要成分是二氧化硅.
(2)将MnO2氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
□MnO 2+□Fe 2++□═Mn 2++□Fe 3++□□
(3)与选用Cl2作为氧化剂相比,MnO2的优势主要在于:原料来源广、成本低、可避免环境污染、不会引入Cl-,使制得的MnSO4?H2O产品更纯净.
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
| Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 | 7.6 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 | 10.2 |
步骤Ⅲ中a的取值范围是4.7≤a<7.6.
(5)步骤Ⅴ,通过测定产品中锰元素的质量分数来判断产品纯度.
已知一定条件下,MnO4-与Mn2+反应生成MnO2.取x g产品配成溶液,用0.1mol/L KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液y mL,产品中锰元素的质量分数为$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$.
| A. | 用食醋除去暖瓶内的水垢 | B. | 用四氯化碳擦去圆珠笔油渍 | ||
| C. | 用糯米饭、酒曲等自制甜酒酿 | D. | 用烧碱清除炊具上残留的油污 |
| A. | 可能是甲烷和丁烷的混合物 | B. | 可能是甲烷和戊烷的混合物 | ||
| C. | 可能是丁烷和异丁烷的混合物 | D. | 可能是乙烷和丙烷的混合物 |
| A. | Cl2和HCl | B. | N2和O2 | C. | SO2和CO2 | D. | CO2和O2 |
| A. | 将0.2 mol/L的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol/L的Ba(OH)2溶液等体积混合:2NH4++Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-═Al(OH)3↓+AlO2-+3BaSO4↓+2H2O | |
| B. | 将含有等物质的量溶质的NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液混合:Ba2++HCO${\;}_{3}^{-}$+OH-═BaCO3↓+H2O | |
| C. | 在重铬酸钾溶液中,加酸后溶液变为黄色:Cr2O72-+H2O═2 CrO42-+2H+ | |
| D. | 过量氯水与FeI2溶液作用:2Fe2++2I-+2Cl2═2 Fe3++I2+4Cl- |
| A. | X的最常见气态氢化物的水溶液显碱性 | |
| B. | 最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱 | |
| C. | Z的单质与氢气反应比Y单质与氢气反应剧烈 | |
| D. | X、W的气态氢化物相互反应,生成物中只含离子键不含共价键 |