Question

4．某化學小組用粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）制取無水氯化銅，其實驗流程如下所示：

（1）步驟①中氧化銅與鹽酸反應的離子方程式是CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）步驟①、③的過濾操作中，除用到鐵架臺（帶鐵圈）外，還需要使用的玻璃儀器是普通漏斗、玻璃棒、燒杯．
（3）已知：

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Cu2+	4.7	6.7
提供的試劑：a．NaOH　　　b．H2O2　　　c．Na2CO3　　d．CuO

參照表中給出的數據和試劑，請回答：
步驟②的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，反應的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
步驟③中調節溶液pH的范圍是3.2至4.7，試劑Y是d（填字母）．
（4）步驟⑤要得到無水氯化銅，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O，其原因是干燥的HCl氣流既可抑制Cu²⁺的水解，還能帶走CuCl₂•2H₂O受熱產生的水汽．

Answer 1

分析 粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質，將粗CuO溶于過量鹽酸，發生的反應有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過濾，得到沉淀I為不溶于酸的雜質，溶液I中溶質為FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后調節pH過濾，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根據氫氧化物沉淀需要的pH知，應該先將FeCl₂氧化為鐵鹽，為不引進新的雜質，氧化劑X應該為Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO調節溶液的pH，所以Y可以是CuO，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛圍中加熱CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂，
（1）氧化銅和鹽酸反應生成氯化銅和水；
（2）依據過濾裝置中的儀器分析回答；
（3）操作②是加入氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子但不能引入新的雜質，氧化劑選擇過氧化氫；步驟③是加入氧化銅調節溶液PH使鐵離子完全沉淀；
（4）氯化氫抑制氯化銅的水解，以便達到氯化銅晶體．

解答 解：粗CuO中含有FeO和不溶于酸的雜質，將粗CuO溶于過量鹽酸，發生的反應有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，然后過濾，得到沉淀I為不溶于酸的雜質，溶液I中溶質為FeCl₂、CuCl₂和HCl，向溶液I中加入X、Y然后調節pH過濾，得到沉淀II，溶液II，除去FeCl₂、CuCl₂和HCl中的FeCl₂，根據氫氧化物沉淀需要的pH知，應該先將FeCl₂氧化為鐵鹽，為不引進新的雜質，氧化劑X應該為Cl₂或H₂O₂，然后向溶液中加入CuO調節溶液的pH，所以Y可以是CuO，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發濃縮、冷卻結晶得到CuCl₂.2H₂O，最后在HCl氛圍中加熱CuCl₂.2H₂O得到CuCl₂，
（1）步驟①中氧化銅與鹽酸反應氧化銅和鹽酸反應生成氯化銅和水，反應的離子方程式是：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）過濾裝置中的玻璃儀器有普通漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯；
（3）操作②是加入氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子但不能引入新的雜質，氧化劑選擇過氧化氫氧化亞鐵離子的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
步驟③是加入氧化銅調節溶液PH到大于3.2，小于4.7，使鐵離子完全沉淀；
故答案為：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；3.2至4.7；d；
（4）步驟⑤要得到無水氯化銅，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂•2H₂O，是為了抑制銅離子的水解得到氯化銅晶體同時帶走產生的水蒸氣；
故答案為：干燥的HCl氣流既可抑制Cu²⁺的水解，還能帶走CuCl₂•2H₂O受熱產生的水汽．

點評 本題考查混合物的分離和提純，涉及除雜劑的選取、氧化還原反應、儀器的選取等知識點，側重考查整體分析解答能力，會根據儀器的作用選取儀器，難點是確定調節溶液的pH時pH的取值范圍，題目難度中等．