Question

工業(yè)上制取純凈CuCl₂?2H₂O的主要過(guò)程是：①將粗CuO（含少量Fe）溶解于足量稀鹽酸中，加熱、冷卻、過(guò)濾，調(diào)節(jié)濾液的pH為3；②對(duì)①的濾液進(jìn)行下列操作：

已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH為4～5時(shí)不會(huì)形成氫氧化物沉淀，而Fe³⁺卻幾乎完全水解而沉淀．請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）X最好是

 

（填序號(hào)）．
A．KMnO₄       B．HNO₃（稀）      C．H₂O₂      D．HNO₃（濃）
其反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）Y物質(zhì)可以選用下列物質(zhì)中的

 

（填序號(hào)）．
A．NaOH溶液    B．濃氨水        C．CuO       D．CuCO₃
（3）用惰性電極電解溶液乙時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為

 

．
（4）若將溶液乙蒸干并灼燒，得到的固體物質(zhì)為

 

（填化學(xué)式）；因此，在對(duì)溶液C蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)應(yīng)注意

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,電解原理

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：①的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(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽渎然�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)，據(jù)此判斷X；雙氧水與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 鐵離子和水；
（2）Y物質(zhì)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時(shí)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）根據(jù)制備流程可知，溶液乙為氯化銅溶液，電解氯化銅溶液時(shí)陽(yáng)極氯離子失去電子生成氯氣；
（4）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(jìn)水解正向進(jìn)行，得到氫氧化銅，灼燒后生成氧化鐵；所以在對(duì)溶液C蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)析出晶體．

解答： 解：根據(jù)題中信息可知，①的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(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽渎然�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)，高錳酸鉀、濃硝酸和稀硝酸都會(huì)引進(jìn)新的雜質(zhì)，甚至產(chǎn)生污染物，而雙氧水具有強(qiáng)氧化性，且反應(yīng)后生成水，則雙氧水為最佳試劑，故C正確；
雙氧水與亞鐵離子反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：C；2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物質(zhì)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時(shí)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(shí)驗(yàn)需要加入和酸反應(yīng)的固體物質(zhì)，如CuO或Cu（OH）₂、CuCO₃；由于氨水和氫氧化鈉會(huì)引進(jìn)新的雜質(zhì)離子，則Y物質(zhì)不能選用氨水和氫氧化鈉，所以CD正確，
故答案為：CD；
（3）乙溶液為氯化銅溶液，用惰性電極電解氯化銅溶液，陽(yáng)極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（4）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(jìn)水解正向進(jìn)行，得到氫氧化銅，灼燒后得到的固體為CuO，所以實(shí)驗(yàn)需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)，抑制水解反應(yīng)進(jìn)行，析出得到氯化銅晶體，
故答案為：CuO；持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌，且溶液不能蒸干．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)的分離與提純方法綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，需要注意除雜不能引入新的雜質(zhì)，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>