Question

4．某化学小组用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，其实验流程如下所示：

（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）步骤①、③的过滤操作中，除用到铁架台（带铁圈）外，还需要使用的玻璃仪器是普通漏斗、玻璃棒、烧杯．
（3）已知：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Cu2+	4.7	6.7
提供的试剂：a．NaOH　　　b．H2O2　　　c．Na2CO3　　d．CuO

参照表中给出的数据和试剂，请回答：
步骤②的目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
步骤③中调节溶液pH的范围是3.2至4.7，试剂Y是d（填字母）．
（4）步骤⑤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl₂•2H₂O，其原因是干燥的HCl气流既可抑制Cu²⁺的水解，还能带走CuCl₂•2H₂O受热产生的水汽．

Answer 1

分析 粗CuO中含有FeO和不溶于酸的杂质，将粗CuO溶于过量盐酸，发生的反应有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液I中溶质为FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后调节pH过滤，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeCl₂氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO调节溶液的pH，所以Y可以是CuO，则沉淀II为Fe（OH）₃，然后将溶液II蒸发浓缩、冷却结晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛围中加热CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂，
（1）氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水；
（2）依据过滤装置中的仪器分析回答；
（3）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，氧化剂选择过氧化氢；步骤③是加入氧化铜调节溶液PH使铁离子完全沉淀；
（4）氯化氢抑制氯化铜的水解，以便达到氯化铜晶体．

解答 解：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的杂质，将粗CuO溶于过量盐酸，发生的反应有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后过滤，得到沉淀I为不溶于酸的杂质，溶液I中溶质为FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后调节pH过滤，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，应该先将FeCl₂氧化为铁盐，为不引进新的杂质，氧化剂X应该为Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO调节溶液的pH，所以Y可以是CuO，则沉淀II为Fe（OH）₃，然后将溶液II蒸发浓缩、冷却结晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛围中加热CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂，
（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，反应的离子方程式是：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案为：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）过滤装置中的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：普通漏斗、玻璃棒、烧杯；
（3）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
步骤③是加入氧化铜调节溶液PH到大于3.2，小于4.7，使铁离子完全沉淀；
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；3.2至4.7；d；
（4）步骤⑤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl₂•2H₂O，是为了抑制铜离子的水解得到氯化铜晶体同时带走产生的水蒸气；
故答案为：干燥的HCl气流既可抑制Cu²⁺的水解，还能带走CuCl₂•2H₂O受热产生的水汽．

点评 本题考查混合物的分离和提纯，涉及除杂剂的选取、氧化还原反应、仪器的选取等知识点，侧重考查整体分析解答能力，会根据仪器的作用选取仪器，难点是确定调节溶液的pH时pH的取值范围，题目难度中等．