题目内容
高氯酸铜[Cu（ClO4）2?6H2O]易溶于水，120℃开始分解，常用于生产电极和作催化剂等．可由氯化铜通过下列反应制备：2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl；Cu2（OH）2CO3+4HClO4+9H2O═2Cu（ClO4）2?6H2O+CO2↑．HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸．下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1mol?L-1）：
（1）将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细，加入适量的沸水，搅拌，加热成蓝棕色溶液．静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2（OH）2CO3沉淀．
①把反应物研细的目的是 ．
②检验沉淀是否洗涤干净，应选用试剂是 ．
（2）向Cu2（OH）2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu（ClO4）2溶液同时会产生大量的白雾．
①大量的白雾的成分是 （填化学式）．
②适度加热但温度不能过高的原因是 ．
（3）25℃时，若调节溶液pH=3，则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为 ．（已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp=2.64×10-39）
（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体（含Fe2+）制备纯净的无水氯化铜固体．请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；② ，过滤；③将滤液 ，得到CuCl2?2H2O晶体；④将 ，得到无水氯化铜固体．
| 金属离子 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
| Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
①把反应物研细的目的是
②检验沉淀是否洗涤干净，应选用试剂是
（2）向Cu2（OH）2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu（ClO4）2溶液同时会产生大量的白雾．
①大量的白雾的成分是
②适度加热但温度不能过高的原因是
（3）25℃时，若调节溶液pH=3，则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为
（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体（含Fe2+）制备纯净的无水氯化铜固体．请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；②
考点：性质实验方案的设计,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）①根据影响反应速率的因素分析；
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知，沉淀表面可能沾有氯化钠，故检验沉淀是否洗涤干净，可检验氯离子的存在，应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液；
（2）①根据HClO4是易挥发的发烟液体，可推知大量的白雾的成分是HClO4；
②根据高氯酸铜[Cu（ClO4）2?6H2O]120℃开始分解，HClO4是易挥发，温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高；
（3）根据25℃时溶液pH=3，可得C（H+）=1.0×10-3mol/L，C（OH-）=
=
mol/L=1.0×10-11mol/L，根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39，可知C（Fe3+）；
（4）②加入适量双氧水溶液并充分混合，把亚铁离子转化为铁离子，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7，使铁离子完全沉淀，而铜离子不沉淀，过滤；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥，得到CuCl2?2H2O晶体；④为防止加热时铜离子水解，将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止，得到无水氯化铜固体．
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知，沉淀表面可能沾有氯化钠，故检验沉淀是否洗涤干净，可检验氯离子的存在，应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液；
（2）①根据HClO4是易挥发的发烟液体，可推知大量的白雾的成分是HClO4；
②根据高氯酸铜[Cu（ClO4）2?6H2O]120℃开始分解，HClO4是易挥发，温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高；
（3）根据25℃时溶液pH=3，可得C（H+）=1.0×10-3mol/L，C（OH-）=
| kw |
| c(H+) |
| 1×10-14 |
| 10-3 |
（4）②加入适量双氧水溶液并充分混合，把亚铁离子转化为铁离子，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7，使铁离子完全沉淀，而铜离子不沉淀，过滤；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥，得到CuCl2?2H2O晶体；④为防止加热时铜离子水解，将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止，得到无水氯化铜固体．
解答：
解：（1）①把反应物研细的目的是 增大反应物之间的接触面积，使反应速率增大，故答案为：增大反应物之间的接触面积，使反应速率增大；
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知，沉淀表面可能沾有氯化钠，故检验沉淀是否洗涤干净，可检验氯离子的存在，应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液，故答案为：HNO3和AgNO3溶液；
（2）①根据HClO4是易挥发的发烟液体，可推知大量的白雾的成分是HClO4，故答案为：HClO4；
②根据高氯酸铜[Cu（ClO4）2?6H2O]120℃开始分解，HClO4是易挥发，温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高，故答案为：防止HClO4、Cu（ClO4）2分解；
（3）25℃时，若调节溶液pH=3，C（H+）=1.0×10-3mol/L，C（OH-）=
mol/L=1.0×10-11mol/L，根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39，可知C（Fe3+）=
mol/L=2.64×10-6 mol?L-1，故答案为：2.64×10-6 mol?L-1；
（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体（含Fe2+）制备纯净的无水氯化铜固体．实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；②加入适量双氧水溶液并充分混合，把亚铁离子转化为铁离子，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7，使铁离子完全沉淀，而铜离子不沉淀，过滤；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥，得到CuCl2?2H2O晶体；④为防止加热时铜离子水解，将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止，得到无水氯化铜固体，
故答案为：②加入适量双氧水溶液并充分混合，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥；④将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止．
②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知，沉淀表面可能沾有氯化钠，故检验沉淀是否洗涤干净，可检验氯离子的存在，应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液，故答案为：HNO3和AgNO3溶液；
（2）①根据HClO4是易挥发的发烟液体，可推知大量的白雾的成分是HClO4，故答案为：HClO4；
②根据高氯酸铜[Cu（ClO4）2?6H2O]120℃开始分解，HClO4是易挥发，温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高，故答案为：防止HClO4、Cu（ClO4）2分解；
（3）25℃时，若调节溶液pH=3，C（H+）=1.0×10-3mol/L，C（OH-）=
| 1×10-14 |
| 10-3 |
| 2.64×10-39 |
| (10-11)3 |
（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体（含Fe2+）制备纯净的无水氯化铜固体．实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；②加入适量双氧水溶液并充分混合，把亚铁离子转化为铁离子，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7，使铁离子完全沉淀，而铜离子不沉淀，过滤；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥，得到CuCl2?2H2O晶体；④为防止加热时铜离子水解，将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止，得到无水氯化铜固体，
故答案为：②加入适量双氧水溶液并充分混合，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥；④将 CuCl2?2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止．
点评：本题考查了物质制备实验设计步骤和过程分析判断，有关Ksp计算，物质分离提纯的实验方法应用等，题目难度中等．
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