题目内容

5．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ad（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）室温下，将NaOH溶液逐滴加入到浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中，先生成的沉淀是Cu（OH）2．（室温时KSP[Mg（OH）2]=1.8×10-11，KSP[Cu（OH）2]=2.2×10-20）
（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CuCl2•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，达到滴定终点时的溶液颜色变化为溶液由蓝色变为无色．
②该样品中CuCl2•2H2O 的质量分数为$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$（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）类型相同，溶度积小的先沉淀；
（4）①碘遇淀粉试液变蓝色，所以要用淀粉检验碘单质；
②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：ad；
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）由KSP[Mg（OH）2]=1.8×10-11，KSP[Cu（OH）2]=2.2×10-20，将NaOH溶液逐滴加入到浓度均为0.1mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中，先生成的沉淀是Cu（OH）2，
故答案为：Cu（OH）2；
（4）①碘遇淀粉试液变蓝色，所以要用淀粉作指示剂，达到滴定终点时的溶液颜色变化为溶液由蓝色变为无色，故答案为：淀粉；溶液由蓝色变为无色；
②由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的质量百分数为$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$，
故答案为：$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，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，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
15．写出下列反应的离子方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目．
①Cu和AgNO3溶液：．
②实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O：．
③向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3：．
16．25℃时，向1L浓度均为1mol•L-1的弱酸（HA）及其盐（NaA）组成的混合溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体时，溶液pH随加入n（H+）或n（OH-）而变化的曲线如图．下列有关说法错误的是（　　）
A．b点溶液中c（A-）＞c（Na+）＞c（HA）
B．通入HCl后，c（HA）/c（A-）增大
C．当加入1 mol NaOH后，溶液中c（Na+）=c（A-）
D．a、b、c三点溶液中水的电离程度依次增大
13．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）
A．使pH试纸显深红色的溶液：NH4+、Mg2+、Cl-、NO3-
B．由水电离的c（H+）=1×10-14 mol•L-1的溶液中：Ca2+、K+、HCO3-、SO42-
C．c（Fe3+）=0.1 mol•L-1的溶液中：K+、ClO-、SO42-、SCN-
D．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1012的溶液中：NH4+、Fe2+、NO3-、AlO2-
20．下列过程或现象与盐类水解无关的是（　　）
A．可用碳酸钠与醋酸溶液制取少量二氧化碳
B．将NaHCO2与Al2（SO4）3两种溶液配制泡沫灭火剂
C．热的纯碱溶液的去污能力更强
D．实验室用饱和的FeCl3溶液制取氢氧化铁胶体
10．下列对应化学反应的离子方程式正确的是（　　）
A．KIO3与KI在酸性溶液中反应：5I-+IO3-+3H2O═3I2+6OH-
B．向碳酸氢铵溶液中加过量氢氧化钠溶液并加热：NH4++OH-═NH3↑+H2O
C．Na[Al（OH）4]-溶液中通入过量CO2制Al（OH）3：CO2+[Al（OH）4]-═Al（OH）3↓+HCO3-
D．向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SO32-+2H+═SO2↑+H2O
17．物质A～D为CH3COOH、NaOH、HCl、NH3•H2O中的各一种，常温下将各物质的溶液从1mL稀释到1000mL，pH的变化关系如图所示．请回答下列问题：
（1）根据pH的变化关系，写出物质的化学式：BNaOH，CHCl．
（2）写出A与C反应的离子方程式：NH3•H2O+H+=NH4++H2O
（3）将含等物质的量B和D的两溶液充分混合后，其离子浓度由大到小的顺序是c（Na+）＞c（CH3COO-）＞c（OH-）＞c（H+）
（4）醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH?CH3COO-+H+，下列叙述不正确的是b
a．CH3COOH溶液中离子浓度的关系满足：c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO?）
b．0.1mol/L 的CH3COOH 溶液加水稀释，溶液中c（OHˉ）减小
c．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，平衡逆向移动
d．常温下，pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH 溶液等体积混合后溶液的pH＜7．
14．在分子式为CnH2n的烃分子中共用电子对的数目为（　　）
A．3nB．3n+1C．2nD．2n+1
15．下列物质的制备，不符合工业生产实际的是（　　）
A．工业上用电解熔融氯化镁制单质镁
B．工业上用电解饱和食盐水制氯气
C．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应制得高纯度的硅
D．工业上炼铁时，常用石灰石除去铁矿石中的SiO2

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网