Question

用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl₂xH₂O)。有如下操作：

已知：在pH為4～5時，Fe^3＋幾乎完全水解而沉淀，而此時Cu^2＋卻幾乎不水解。
(1)溶液A中的金屬離子有Fe^3＋、Fe^2＋、Cu^2＋。檢驗溶液A中Fe^2＋的最佳試劑為_____（填編號，下同）。
①KMnO₄  ②(NH₄)₂S       ③NaOH        ④ KSCN
(2)氧化劑可選用_________。①Cl₂ ②KMnO₄ ③HNO₃ ④H₂O₂
(3)要得到較純的產品，試劑可選用_______________。①NaOH ②FeO ③CuO ④Cu₂(OH)₂CO₃
(4)從濾液經過結晶得到氯化銅晶體的方法是_____________（按實驗先后順序選填編號）。
①過濾 ②蒸發濃縮 ③蒸發至干 ④冷卻
(5)欲測定溶液A中的Fe^2＋的濃度，實驗前，首先要配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、膠頭滴管外，還需_________，下列滴定方式中，最合理的是___________（夾持部分略去）（填字母序號）。

(6)為了測定制得的氯化銅晶體（CuCl₂xH₂O）中的x值，某學生設計了兩種實驗方案：
方案一：稱取mg晶體灼燒至質量不再減輕為止，冷卻、稱量所得無水CuCl₂的質量為n₁g
方案二：稱取mg晶體溶于水，加入足量氫氧化鈉溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質量不再減輕為止，冷卻，稱量所得固體的質量為n₂g。
試評價上述兩種實驗方案：其中正確的方案是________，理由是___________，據此計算得x＝_________（用含m、n₁或n₂的代數式表示）。

Answer 1

（1）①（2分） （2）①④（2分） （3）③④（2分） （4）②③①（2分）
（5）250ml容量瓶（2分）；b（2分） （6）二（2分）；晶體灼燒時，結晶水失去時，會形成溶液，促進CuCl₂水解（2分）；（2分）

試題分析：（1）亞鐵離子具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗亞鐵離子，①正確。(NH₄)₂S或NaOH與三種金屬陽離子均反應不能檢驗亞鐵離子，KSCN溶液只能檢驗鐵離子，因此②③④均不正確，答案選①。
（2）由于在氧化亞鐵離子時不能再引入新的雜質，氯氣的還原產物是氯離子，雙氧水的生成物是水，所以①④正確；氧化劑高錳酸鉀會引入Mn^2＋、K^＋以及MnO₄^－，硝酸會引入NO₃^－，②③不正確，答案選①④。
（3）在調節pH值形成氫氧化鐵沉淀時，仍然不能引入新的雜質。氫氧化鈉會引入鈉離子，氧化亞鐵會引入亞鐵離子，氧化銅和堿式碳酸銅與酸反應生成銅離子、水、CO₂不會引入雜質，因此答案選③④。
（4）氯化銅易溶于水，所以從濾液經過結晶得到氯化銅晶體的方法是蒸發濃縮、冷卻結晶然后過濾即可，因此答案選②③①。
（5）要配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液250mL，則除了需要天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、膠頭滴管外，還需要250ml容量瓶。酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性與酸性，應該放在酸式滴定管中，因此答案選b。
（6）由于氯化銅是強酸弱堿鹽，銅離子易水解生成氫氧化銅與氯化氫，水解吸熱，且生成的氯化氫具有揮發，所以晶體灼燒時，結晶水失去時，會形成溶液，促進CuCl₂水解，因此方案一是錯誤的，方案二正確。n₂g固體是氧化銅，物質的量是mol，則根據銅原子守恒可知氯化銅晶體的物質的量是mol，則mol×(135＋18x)g/mol＝mg，解得x＝。