Question

工业上制取纯净的CuCl₂?2H₂O的主要过程是：①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中．加热、过滤，调节滤液的pH=3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH为4～5时不水解，而Fe³⁺几乎完全水解而沉淀，请回答问题：
（1）若X是单质，其化学式为

Cl₂

，其反应的离子方程式是

Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-

；若X是过氧化氢溶液，写出其反应的离子方程式是

2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

．
（2）Y物质应调节溶液的酸性，使PH为

4--5

（填出范围），生产中Y可选

CuO或Cu（OH）₂

．
（3）溶液Z在蒸发结晶时应该注意的问题是（使用文字及离子方程式从平衡原理加以解释）

通入HCl气体并不断搅拌且不能蒸干

．

Answer 1

分析：（1）依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体，需要除去亚铁离子，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质；
（2）Y物质应调节溶液的酸性，调节溶液PH时铁离子全部沉淀，铜离子不能沉淀且不能引入新的杂质离子；
（3）氯化铜水溶液蒸发浓缩，铜离子水解，生成的氯化氢挥发，加热促进水解正向进行，得到氢氧化铜，实验需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体；

解答：解：（1）依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体，需要除去亚铁离子，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，通入氯气氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-，若X是过氧化氢溶液，酸性溶液中也可以氧化亚铁离子为铁离子且不引入新的杂质，反应的离子方程式为：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：Cl₂；Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-；2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物质应调节溶液的酸性，调节溶液PH时铁离子全部沉淀，铜离子不能沉淀且不能引入新的杂质离子，实验需要加入和酸反应的固体物质CuO或Cu（OH）₂，已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH为4～5时不水解，而Fe³⁺几乎完全水解而沉淀，调节溶液PH值4--5，使铁离子完全沉淀；
故答案为：4--5，CuO或Cu（OH）₂ ；
（3）氯化铜水溶液蒸发浓缩，铜离子水解，CuCl₂+H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，生成的氯化氢挥发，加热促进水解正向进行，得到氢氧化铜，所以实验需要在氯化氢气流中蒸发，抑制水解反应进行，析出得到氯化铜晶体；
故答案为：通入HCl气体并不断搅拌且不能蒸干；

点评：本题考查了物质制备实验方案的分析判断，实验操作过程的注意问题，除杂不能引入新的杂质是解题关键，题目难度中等．