Question

某化學研究性學習小組擬用粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）制取無水氯化銅并測定樣品中氧化銅的質量分數，其實驗流程如下：

實驗過程中的pH調節(jié)可參考下表：

物質	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
氫氧化鐵	2.7	3.7
氫氧化亞鐵	7.6	9.6
氫氧化銅	5.2	6.4

回答以下問題：
（1）步驟①過濾操作中所用儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯等，還需要使用的儀器用品有

 

．
（2）步驟①中發(fā)生的離子反應方程式

 

．
（3）步驟②溶液I中加入X的目的是

 

．
（4）試劑Y可選用（填字母）

 

，選擇的原因是

 

．
a．氫氧化鈉         b．氨水        c．堿式碳酸銅       d．氧化銅
（5）步驟⑤要得到無水氯化銅，需要在干燥的HCl氣流中加熱CuCl₂?xH₂O，其原因是

 

．
（6）經檢測，CuCl₂?xH₂O中含水28.6%，則CuCl₂?xH₂O中x的值為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題

分析：將粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）溶于過量鹽酸，發(fā)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調節(jié)pH過濾，得到溶液II，向溶液II中加入Y調節(jié)pH過濾，得到沉淀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(jié)溶液的pH，所以Y可以是CuO或Cu₂（OH）₂CO₃，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發(fā)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）過濾操作中所用儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒和濾紙等；
（2）將粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）溶于過量鹽酸，發(fā)生的反應有FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O、CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；
（3）步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后調節(jié)溶液的pH除去鐵離子；
（4）加入堿式碳酸銅或氧化銅后，不引入新的雜質，并可降低溶液中H⁺濃度，控制溶液的pH在3.7～5.2之間，使Fe³⁺水解轉化為Fe（OH）₃，而Cu²⁺不水解；
（5）氯化氫抑制氯化銅的水解，以便達到氯化銅晶體；
（6）根據CuCl₂?xH₂O中含水28.6%求出水的質量，可求出x的值．

解答： 解：將粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）溶于過量鹽酸，發(fā)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調節(jié)pH過濾，得到溶液II，向溶液II中加入Y調節(jié)pH過濾，得到沉淀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(jié)溶液的pH，所以Y可以是CuO或Cu₂（OH）₂CO₃，則沉淀II為Fe（OH）₃，然后將溶液II蒸發(fā)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）過濾操作中所用儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒和濾紙等，故答案為：玻璃棒、濾紙；
（2）將粗氧化銅（含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質）溶于過量鹽酸，發(fā)生的離子反應有CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、FeO+2H⁺═Fe²⁺+H₂O，故答案為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、FeO+2H⁺═Fe²⁺+H₂O；
（3）步驟②加入氧化劑將亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后調節(jié)溶液的pH除去鐵離子，故答案為：將Fe²⁺全部氧化為Fe³⁺；
（4）由上分析知選擇，因為入堿式碳酸銅或氧化銅后，不引入新的雜質，并可降低溶液中H⁺濃度，控制溶液的pH在3.7～5.2之間，使Fe³⁺水解轉化為Fe（OH）₃，而Cu²⁺不水解，
故答案為：c、d；加入堿式碳酸銅或氧化銅后，不引入新的雜質，并可降低溶液中H⁺濃度，控制溶液的pH在3.7～5.2之間，使Fe³⁺水解轉化為Fe（OH）₃，而Cu²⁺不水解；
（5）氯化銅水解，在干燥的HCl氣流中抑制Cu²⁺的水解，且?guī)ё逤uCl₂?xH₂O受熱產生的水氣，故能得到無水氯化銅，
故答案為：在干燥的HCl氣流中抑制Cu²⁺的水解，且?guī)ё逤uCl₂?xH₂O受熱產生的水氣，故能得到無水氯化銅；
（6）CuCl₂?xH₂O中含水28.6%，則

18x

135+18x

×100%=28.6%，解得x=3，故答案為：3．

點評：本題考查了物質制備實驗設計、物質分離的實驗基本操作，物質性質的理解和掌握是解題關鍵，題目難度中等．