Question

18．工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程是：
①將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中．加熱、過濾，調(diào)節(jié)濾液的pH為3；
②對①所得濾液按下列步驟進行操作：已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH為4～5時不水解，而Fe³⁺卻幾乎完全水解而沉淀，請回答以下問題：
（1）X是Cl₂（H₂O₂），其反應的離子方程式是Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-（2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O）．
（2）Y物質(zhì)應具備的條件是調(diào)節(jié)溶液的酸性，使PH為4～5，且不引入新雜質(zhì)，生產(chǎn)中Y可選CuO或Cu（OH）₂．
（3）溶液Z在蒸發(fā)結(jié)晶時應注意通入HCl氣體（或加入鹽酸），并不斷攪拌且不能蒸干．

Answer 1

分析 工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應生成氯化銅，鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體．
（1）依據(jù)流程圖可知實驗目的是制備氯化銅晶體，需要除去亞鐵離子，加入的X為氧化劑，但不能引入新的雜質(zhì)；
（2）Y物質(zhì)應調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時鐵離子全部沉淀，銅離子不能沉淀且不能引入新的雜質(zhì)離子；
（3）氯化銅水溶液蒸發(fā)濃縮，銅離子水解，生成的氯化氫揮發(fā)，加熱促進水解正向進行，得到氫氧化銅，實驗需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)析出晶體．

解答 解：工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應生成氯化銅，鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體．
（1）依據(jù)流程圖可知實驗目的是制備氯化銅晶體，需要除去亞鐵離子，加入的X為氧化劑，但不能引入新的雜質(zhì)，通入氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，若X是過氧化氫溶液，酸性溶液中也可以氧化亞鐵離子為鐵離子且不引入新的雜質(zhì)，反應的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：Cl₂（H₂O₂）；Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-（2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O）；
（2）Y物質(zhì)應調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時鐵離子全部沉淀，銅離子不能沉淀且不能引入新的雜質(zhì)離子，實驗需要加入和酸反應的固體物質(zhì)CuO或Cu（OH）₂，已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH為4～5時不水解，而Fe³⁺幾乎完全水解而沉淀，調(diào)節(jié)溶液PH值4--5，使鐵離子完全沉淀；
故答案為：調(diào)節(jié)溶液的酸性，使PH為4～5，且不引入新雜質(zhì)；CuO或Cu（OH）₂ ；
（3）氯化銅水溶液蒸發(fā)濃縮，銅離子水解，CuCl₂+H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，生成的氯化氫揮發(fā)，加熱促進水解正向進行，得到氫氧化銅，所以實驗需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)，抑制水解反應進行，析出得到氯化銅晶體；
故答案為：通入HCl氣體（或加入鹽酸），并不斷攪拌且不能蒸干．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗方案的分析判斷，實驗操作過程的注意問題，除雜不能引入新的雜質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．