金屬離子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | |
pH | 氫氧化物開始沉淀 | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
氫氧化物安全沉淀 | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
分析 向孔雀石中加入足量稀鹽酸,發(fā)生的反應(yīng)有Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑,溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三種金屬離子,鐵的氧化物溶于稀鹽酸生成鐵鹽、亞鐵鹽和水,然后過濾得到的濾渣中含有Si的氧化物,溶液A中含有含有鐵鹽和亞鐵鹽及CuCl2,氣體E為CO2,將氣體CO2、氣體F和飽和食鹽水混合得到氮肥H和物質(zhì)G,根據(jù)元素守恒知F為NH3,氮肥H為NH4Cl,加熱G得到純堿,則G為NaHCO3;向溶液A中加入試劑1得到溶液B,向溶液B中加入CuO并過濾得到濾液C和沉淀D,從溶液C中能得到CuCl2.3H2O,則沉淀D應(yīng)該含有鐵元素,CuO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe 3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,根據(jù)元素守恒知,B中含有Fe3+、Cu2+,則試劑1的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+且不能引進(jìn)雜質(zhì),應(yīng)該選取雙氧水或氯水;
(1)根據(jù)以上分析E、H的化學(xué)式依次為CO2、NH4Cl;
(2)圖中“試劑1”若為H2O2,能將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+且不能引進(jìn)雜質(zhì),以便在Cu(OH)2沉淀之前,通過調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀完全;
(3)加入CuO作用是調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離,且不能沉淀氫氧化銅沉淀;
(4)從溶液中獲取晶體,應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法得到較純凈的晶體,洗滌CuCl2•3H2O晶體需要的主要玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗.
解答 解:(1)向孔雀石中加入足量稀鹽酸,發(fā)生的反應(yīng)有Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑,E為氣體為CO2,將氣體CO2、氣體F和飽和食鹽水混合得到氮肥H和物質(zhì)G,根據(jù)元素守恒知F為NH3,氮肥H為NH4Cl,
故答案為:CO2;NH4Cl;
(2)Fe2+開始沉淀時(shí)的pH為7.0,此時(shí)Cu2+已完全沉淀.所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+,利用雙氧水(也可用氯氣)先將其氧化為Fe3+,圖中“試劑1”選用H2O2,H2O2具有氧化性,在該反應(yīng)中作氧化劑,亞鐵離子具有還原性,發(fā)生H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20,H2O2與Fe2+反應(yīng)生成的H20為溶劑無(wú)污染,不會(huì)引入新的雜質(zhì)離子,
故答案為:Fe2+開始沉淀時(shí)的pH為7.0,此時(shí)Cu2+已完全沉淀.所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+,利用雙氧水(也可用氯氣)先將其氧化為Fe3+.
(3)氫氧化物完全沉淀:Fe3+pH為3.2,氫氧化物開始沉淀Cu2+pH為4.7,加入CuO作用是調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀予以分離,且不能沉淀氫氧化銅沉淀,所以pH取值范圍為3.2≤pH<4.7,
故答案為:3.2≤pH<4.7;
(4)為防止結(jié)晶水失水,結(jié)晶水合物通常采用降溫結(jié)晶,由溶液C獲得CuCl2•3H2O,從溶液中獲取晶體,應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥的方法得到較純凈的晶體,晶體的洗滌方法:向漏斗中加水至浸沒晶體,待水自然流干后,再重復(fù)2-3次,洗滌CuCl2•3H2O晶體需要的主要玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗,
故答案為:冷卻結(jié)晶;玻璃棒、漏斗.
點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備及物質(zhì)分離和提純,為高考高頻點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算及實(shí)驗(yàn)操作能力,關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理及基本操作方法,知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及操作方法是解答的關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
編號(hào) | ① | ② | ③ | ④ |
物質(zhì) | AlF3 | AlCl3 | BCl3 | NCl3 |
熔點(diǎn)/℃ | 1291 | 160 | -107 | -40 |
A. | BCl3、NCl3分子中各原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) | |
B. | NCl3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)比BCl3中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)多 | |
C. | AlF3、AlCl3都是強(qiáng)電解質(zhì),但晶體類型不同 | |
D. | BCl3為平面正三角形分子,故它是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子 |
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熔點(diǎn) | 沸點(diǎn) | |
PCl3 | -112℃ | 75℃ |
PCl5 | 148℃ | 200℃ |
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