题目内容

6．铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛．某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体（CuCl2•2H2O ）的流程如下．

已知常温下，Cu2+、Fe3+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：
金属离子Fe3+Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH1.94.7
氢氧化物完全沉淀时的pH3.26.7
请回答下列问题：
（1）溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe3+且不引入杂质．
①试剂X可选用下列物质中的bd（填代号）．
a．CuO    b．NaOH    c．Cu    d..Cu（OH）2
②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜4.7．
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶（填操作名称）、过滤、洗涤干燥．
（3）向溶液Ⅱ中通入H2S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+．
（4）某学习小组用碘量法测定CuCl2•2H2O样品的纯度（杂质不与发生反应）．实验如下：
a．准确称取CuCl．•2H2O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴
入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250mL待测溶液．
（已知：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2）
b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴指示剂，用c mol•L-1Na2S2O3标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为V mL．
（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）
①实验中使用的指示剂名称为淀粉溶液．
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
③该样品中CuCl2•2H2O 的质量分数为$\frac{171cV×1{0}^{-3}×10}{m}$×100%（用含m、c、V的代数式表示，不用化简）．

分析 粗铜中含有Fe，粗铜与氯气反应生成CuCl2和FeCl3，加热稀盐酸至固体完全溶解，溶液中含有CuCl2和FeCl3，盐酸能抑制铜离子和铁离子水解，从而得到溶液1；向溶液1中加入试剂X调节溶液pH至4-5，根据铁离子沉淀需要溶液pH值知，铁离子完全沉淀生成Fe（OH）3，铜离子不产生沉淀，过滤得到的固体2是Fe（OH）3，加入的X能和氢离子反应且不能引进新的杂质，可为Cu2（OH）2CO3、CuO、CuCO3等物质，得到的溶液2为溶液CuCl2，经蒸发浓缩，冷却结晶可得到CuCl2晶体，
（1）①试剂X能和氢离子反应而提高溶液的pH值，且不能引进新的杂质；
②调节溶液pH时，要使铁离子完全沉淀但铜离子不能产生沉淀才能达到分离目的；
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O，要抑制水解，不能蒸发结晶；
（3）向溶液Ⅱ中含有氯化铜，氯化铜和H2S反应生成盐酸和CuS；
（4）①碘遇淀粉试液变蓝色，所以要用淀粉检验碘单质；
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果偏高；
③依据碘化钾和氯化铜发生氧化还原反应，生成碘化亚铜沉淀，和碘单质，碘单质遇淀粉变蓝，依据碘单质被Na2S2O3标准溶液滴定到终点，根据反应的离子方程式计算分析．

解答 解：粗铜中含有Fe，粗铜与氯气反应生成CuCl2和FeCl3，加热稀盐酸至固体完全溶解，溶液中含有CuCl2和FeCl3，盐酸能抑制铜离子和铁离子水解，从而得到溶液1；向溶液1中加入试剂X调节溶液pH至4-5，根据铁离子沉淀需要溶液pH值知，铁离子完全沉淀生成Fe（OH）3，铜离子不产生沉淀，过滤得到的固体2是Fe（OH）3，加入的X能和氢离子反应且不能引进新的杂质，可为Cu2（OH）2CO3、CuO、CuCO3等物质，得到的溶液2为溶液CuCl2，经蒸发浓缩，冷却结晶可得到CuCl2晶体，
（1）①试剂X能和氢离子反应而提高溶液的pH值，且不能引进新的杂质，可为Cu2（OH）2CO3、CuO、CuCO3等物质，
故答案为：bd；
②调节溶液pH时，要使铁离子完全沉淀但铜离子不能产生沉淀才能达到分离目的，所以其pH范围为3.2≤pH＜4.7，
故答案为：3.2≤pH＜4.7；
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥，
故答案为：冷却结晶；
（3）向溶液Ⅱ中含有氯化铜，氯化铜和H2S反应生成盐酸和CuS，盐酸是强酸，导致溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH降低，离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，故答案为：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；
（4）①碘遇淀粉试液变蓝色，所以要用淀粉检验碘单质，
故答案为：淀粉溶液；
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数偏大，则将使测定结果偏高，
故答案为：偏高；
③依据2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI，2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；
得到 2Na2S2O3～2Cu2+
        2     2
cmol/L×V×10-3L cV×10-3mol
试样中CuCl2•2H2O的质量百分数=$\frac{cV×1{0}^{-3}mol/L×10×171g/mol}{mg}$×100%=$\frac{171cV×1{0}^{-3}×10}{m}$×100%，
故答案为：$\frac{171cV×1{0}^{-3}×10}{m}$×100%．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，题目难度中等，侧重考查学生实验操作及实验分析能力，涉及物质分离和提纯、基本实验操作、滴定实验及计算等知识点，侧重分析与实验能力的考查．

练习册系列答案
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