题目内容
工业上制取纯净的CuCl2?2H2O的主要过程是：①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热，调节滤液的PH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：
已知Cu2+、Fe2+在PH为4～5时不水解，而Fe3+却几乎完全水解而沉淀．请回答下列问题：
（1）X是（填化学式） ，其反应的离子方程式为 ；
（2）Y可选择下列物质中的（填编号）
①Cu ②CuO固体 ③Cu（OH）2固体 ④NaOH固体
（3）溶液乙在蒸发结晶时应注意 ．
（4）向盛有1mL 0.1mol/L CuCl2溶液的试管中滴加2滴（1滴约0.05mL）2mol/L NaOH溶液，有蓝色沉淀生成，再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置．可以观察到的现象是 ，产生该现象的原因是 ．
已知Cu2+、Fe2+在PH为4～5时不水解，而Fe3+却几乎完全水解而沉淀．请回答下列问题：
（1）X是（填化学式）
（2）Y可选择下列物质中的（填编号）
①Cu ②CuO固体 ③Cu（OH）2固体 ④NaOH固体
（3）溶液乙在蒸发结晶时应注意
（4）向盛有1mL 0.1mol/L CuCl2溶液的试管中滴加2滴（1滴约0.05mL）2mol/L NaOH溶液，有蓝色沉淀生成，再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置．可以观察到的现象是
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：①的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，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，据此判断X；双氧水与亚铁离子发生氧化还原反应生成 铁离子和水；
（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；
（3）根据制备流程可知，溶液乙为氯化铜溶液，氯化铜水溶液蒸发浓缩，铜离子水解，所以在对溶液乙蒸发结晶时需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体；
（4）Fe（OH）3比Cu（OH）2更难溶，沉淀向着更难溶的物质转化．
（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，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，据此判断X；双氧水与亚铁离子发生氧化还原反应生成 铁离子和水；
（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；
（3）根据制备流程可知，溶液乙为氯化铜溶液，氯化铜水溶液蒸发浓缩，铜离子水解，所以在对溶液乙蒸发结晶时需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体；
（4）Fe（OH）3比Cu（OH）2更难溶，沉淀向着更难溶的物质转化．
解答：
解：根据题中信息可知，①的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，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，过氧化氢具有强氧化性，且反应后生成水，则过氧化氢为最佳试剂；过氧化氢与亚铁离子反应的离子方程式为：2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O，
故答案为：H2O2； H2O2+2Fe2++2H+=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，铜离子不能沉淀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，如CuO或Cu（OH）2、CuCO3；铜和氢离子不反应，不能调节pH，氢氧化钠会引进新的杂质离子，则Y物质不能选用氢氧化钠，所以②③正确，
故答案为：②③；
（3）乙溶液为氯化铜溶液，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，灼烧后得到的固体为CuO，所以实验需要在氯化氢气流中蒸发，抑制水解反应进行，待出现固体时，冷却结晶得到氯化铜晶体，
故答案为：持续通入HCl气体并不断搅拌，且溶液不能蒸干；
（4）氯化铜容液会和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq），滴入的FeCl3溶液电离的Fe3+与溶解平衡产生的OH-反应生成溶度积更小（或更难溶）的Fe（OH）3，所以蓝色沉淀转化为红褐色的沉淀，由于Fe（OH）3比Cu（OH）2更难溶，使Cu（OH）2的溶解平衡继续向右移动，直至Cu（OH）2全部转化为Fe（OH）3沉淀，
故答案为：蓝色沉淀转变为红褐色沉淀；因为开始生成的蓝色沉淀Cu（OH）2存在溶解平衡Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq），滴入的FeCl3溶液电离的Fe3+与溶解平衡产生的OH-反应生成溶度积更小（或更难溶）的Fe（OH）3，使Cu（OH）2的溶解平衡继续向右移动，直至Cu（OH）2全部转化为Fe（OH）3沉淀．
（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，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，过氧化氢具有强氧化性，且反应后生成水，则过氧化氢为最佳试剂；过氧化氢与亚铁离子反应的离子方程式为：2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O，
故答案为：H2O2； H2O2+2Fe2++2H+=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，铜离子不能沉淀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，如CuO或Cu（OH）2、CuCO3；铜和氢离子不反应，不能调节pH，氢氧化钠会引进新的杂质离子，则Y物质不能选用氢氧化钠，所以②③正确，
故答案为：②③；
（3）乙溶液为氯化铜溶液，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，灼烧后得到的固体为CuO，所以实验需要在氯化氢气流中蒸发，抑制水解反应进行，待出现固体时，冷却结晶得到氯化铜晶体，
故答案为：持续通入HCl气体并不断搅拌，且溶液不能蒸干；
（4）氯化铜容液会和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq），滴入的FeCl3溶液电离的Fe3+与溶解平衡产生的OH-反应生成溶度积更小（或更难溶）的Fe（OH）3，所以蓝色沉淀转化为红褐色的沉淀，由于Fe（OH）3比Cu（OH）2更难溶，使Cu（OH）2的溶解平衡继续向右移动，直至Cu（OH）2全部转化为Fe（OH）3沉淀，
故答案为：蓝色沉淀转变为红褐色沉淀；因为开始生成的蓝色沉淀Cu（OH）2存在溶解平衡Cu（OH）2（s）?Cu2+（aq）+2OH-（aq），滴入的FeCl3溶液电离的Fe3+与溶解平衡产生的OH-反应生成溶度积更小（或更难溶）的Fe（OH）3，使Cu（OH）2的溶解平衡继续向右移动，直至Cu（OH）2全部转化为Fe（OH）3沉淀．
点评：本题考查了物质制备实验方案的设计、物质的分离与提纯方法综合应用，题目难度中等，明确制备流程及反应原理为解答关键，需要注意除杂不能引入新的杂质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．
练习册系列答案
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下列离子方程式书写不正确的是（ ）
| A、NaHSO4溶液与Ba（OH）2溶液混合后溶液呈中性：2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O |
| B、将标准状况下336 mL氯气通入10 mL 1 mol?L-1的溴化亚铁溶液中：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2 |
| C、次氯酸钙溶液中通入过量二氧化硫：Ca（ClO）2+H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO |
| D、向澄清石灰水中加入过量的碳酸氢钠溶液：Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32- |
NA表示阿伏伽德罗常数，下列判断正确的是（ ）
| A、在20gD216O中含有10NA个电子 |
| B、标准情况下，2.24L己烷所含分子数为0.1NA |
| C、1molCl2参加反应时转移电子数一定为2NA |
| D、含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中，Na+的物质的量浓度为1mol/L |
下列粒子在化学反应中既能表现氧化性又能表现还原性的是（ ）
| A、S2- |
| B、Al3+ |
| C、H2O2 |
| D、K |
下列萃取和分液结合进行的操作（用煤油为萃取剂从碘水中萃取碘）中，错误的是（ ）
| A、饱和碘水和煤油加入分液漏斗中后，塞上口部的塞子，且一手压住分液漏斗口部，一手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡 |
| B、静置，待分液漏斗中溶液分层后，先使分液漏斗内外空气相通，以准备放出液体 |
| C、打开分液漏斗的活塞，使全部下层液体沿承接液体的烧杯内壁慢慢流出 |
| D、上层液体在分液漏斗中保存 |
