Question

2．黄铜灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）生产氯化铜晶体的流程如图：

（1）反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是加入过量的Zn会使产品中含有杂质
（2）滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是Zn²⁺、Fe²⁺
（3）写出反应Ⅱ的化学方程式Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O
（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）在空气中直接加热CuCl₂•xH₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，原因是2CuCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+（2x-2）H₂O（用化学方程式表示）
（6）CuCl₂•xH₂O晶体中x值的测定：称取3.420g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO₃4.400×10^-2mol的AgNO₃溶液（溶液中除Cl^-外，不含其它与Ag⁺反应的离子），待Cl^- 完全沉淀后，用含Fe³⁺的溶液作指示剂，用0.2000mol•L^-1的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO₃．使剩余的Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出．
①滴定终点的现象是溶液变为血红色，且30s不褪色．
②若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL，则CuCl₂•xH₂O 中x值为2．

Answer 1

分析 黄铜灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）中加入稀盐酸，稀盐酸可Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe₂O₃反应生成Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，铜将其中的少量的Fe³⁺反应为Fe²⁺，滤渣Ⅰ为铜，滤液Ⅰ主要含有Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入适量锌粉，锌粉可与Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺反应生成铜，滤液Ⅱ主要的金属离子就是Zn²⁺、Fe²⁺，过滤得到铜，向铜中加入双氧水和盐酸发生反应Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2 H₂O，得到氯化铜的溶液，对溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得产品，据此分析解答．

解答 解：（1）锌粉过量会使Fe²⁺还原为铁单质，产品不纯，含有杂质；
故答案为：加入过量的Zn会使产品中含有杂质；
（2）向Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、H⁺，加入适量锌粉，锌粉与氢离子、铜离子反应生成锌离子、氢气、铜单质，滤液Ⅱ主要的金属离子就是Zn²⁺、Fe²⁺；
故答案为：Zn²⁺、Fe²⁺；
（3）反应Ⅱ为铜与双氧水和盐酸反应，化学方程式为：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2 H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2 H₂O；
（4）由氯化铜的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得产品；
故答案为：洗涤、干燥；
（5）在空气中直接加热CuCl₂•xH₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，原因是部分铜离子水解生成氢氧化铜：2CuCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+（2x-2）H₂O；
故答案为：2CuCl₂•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu（OH）₂•CuCl₂+2HCl+（2x-2）H₂O；
（6）①用含Fe³⁺的溶液作指示剂，用KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO₃．使剩余的Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出，银离子沉淀完全时溶液变为血红色，且30s不褪色；
故答案为：溶液变为血红色，且30s不褪色；
②滴定过程用去0.2000mol•L^-1的KSCN标准溶液20.00mL，则剩余AgNO₃为0.2000×20×10^-3mol=0.4×10^-2mol，由CuCl₂～2AgNO₃，n（CuCl₂）=$\frac{1}{2}$×（4.400×10^-2mol-0.4×10^-2mol）=2×10^-2mol，m（CuCl₂）=2×10^-2mol×135g/mol=2.7g，则n（H₂O）=$\frac{3.420g-2.7g}{18g/mol}$=0.04mol，n（CuCl₂）：n（H₂O）=1：2，故x=2；
故答案为：2．

点评 本题以物质制备为载体，考查学生对原理的分析理解、物质的分离提纯、氧化还原反应、物质含量测定、实验方案设计、信息获取与迁移运用等，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．