Question

工業上制取純凈的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，調節濾液的pH=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⁺幾乎完全水解而沉淀，請回答問題：
（1）若X是單質，其化學式為

Cl₂

，其反應的離子方程式是

Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-

；若X是過氧化氫溶液，寫出其反應的離子方程式是

2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
（2）Y物質應調節溶液的酸性，使PH為

4--5

（填出范圍），生產中Y可選

CuO或Cu（OH）₂

．
（3）溶液Z在蒸發結晶時應該注意的問題是（使用文字及離子方程式從平衡原理加以解釋）

通入HCl氣體并不斷攪拌且不能蒸干

．

Answer 1

分析：（1）依據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；
（2）Y物質應調節溶液的酸性，調節溶液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離子；
（3）氯化銅水溶液蒸發濃縮，銅離子水解，生成的氯化氫揮發，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析出晶體；

解答：解：（1）依據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，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，反應的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：Cl₂；Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物質應調節溶液的酸性，調節溶液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離子，實驗需要加入和酸反應的固體物質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，調節溶液PH值4--5，使鐵離子完全沉淀；
故答案為：4--5，CuO或Cu（OH）₂ ；
（3）氯化銅水溶液蒸發濃縮，銅離子水解，CuCl₂+H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，生成的氯化氫揮發，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，抑制水解反應進行，析出得到氯化銅晶體；
故答案為：通入HCl氣體并不斷攪拌且不能蒸干；

點評：本題考查了物質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是解題關鍵，題目難度中等．