Question

工业上制氯化铜无水物时，是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化亚铁和SiO₂），充分搅拌后使之溶解，制取流程如下：



已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；常温时K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38．试回答：
（1）根据常温时Fe（OH）₃的K_sp计算，当溶液中的Fe³⁺完全沉淀（此时溶液中的Fe³⁺物质的量的浓度=10^-5mol/L），溶液的pH=______．
（2）溶液D制取无水CuCl₂时，需在HCl气体中蒸干，原因是______．
（3）粗CuO溶于过量盐酸后，得到的溶液B中加入试剂x将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，试剂x可以是______（填以下选项序号）．
A．KMnO₄溶液    B．氯水    C．NaClO溶液    D．O₃
若用H₂O₂溶液，则反应的离子方程式为______．
（4）溶液C加入试剂y，要调整溶液的pH至3-4，试剂y不能是______（填以下选项序号），原因是______．
A．NaOH溶液    B．Cu（OH）₂固体    C．Cu₂（OH）₂CO₃固体    D．CuO固体
（5）将ag粗CuO经过以上一系列操作之后，最终得到bg无水CuCl₂（不考虑实验过程中操作引起的损耗），下列说法正确的是______．（N_A表示阿伏伽德罗常数）
A．粗CuO中Cu²⁺数目小于

aNA

80

        B．粗CuO中CuO物质的量小于 

b

135

 mol
C．粗CuO中所含的铜元素的质量分数为

64b

135a

 x100%
D．粗CuO中关于CuO的量无法确定．

Answer 1

（1）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38 当溶液中的Fe³⁺完全沉淀，此时溶液中的Fe³⁺物质的量的浓度=10^-5mol/L，c（Fe³⁺）．c³（OH^-）=1.0×10^-38；c³（OH^-）=10^-33，c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=10^-3mol/L，PH=3；
故答案为：3；       
（2）溶液D是氯化铜溶液，制取无水CuCl₂时，需在HCl气体中蒸干是防止氯化铜水解，HCl抑制CuCl₂水解；
故答案为：HCl抑制CuCl₂水解；
（3）粗CuO溶于过量盐酸后，得到的溶液B中含有氯化铜和氯化亚铁，加入试剂x将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，试剂x可以氧化亚铁离子，但不能引入新的杂质；
A．KMnO₄溶液 可以氧化亚铁离子但引入钾离子、锰离子，故A不符合；
B．氯水氧化亚铁离子为氯化铁，故B符合；
C．NaClO溶液氧化亚铁离子，引入钠离子，故C不符合；
D．O₃氧化亚铁离子，不引入新的杂质，故D符合；
过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：BD；  2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入试剂和酸反应调节溶液PH使铁离子全部沉淀，加入的试剂不能引入新的杂质；溶液C加入试剂y，要调整溶液的pH至3-4，试剂y不能是
A．NaOH溶液引入钠离子，故A符合；
B．Cu（OH）₂固体可以调节溶液PH，不一如杂质，故B不符合；
C．Cu₂（OH）₂CO₃固体可以调节溶液PH，不一如杂质，故C不符合；
D．CuO固体可以调节溶液PH，不一如杂质，故D不符合；
 故答案为：A，将引入新杂质NaCl；
（5）将ag粗CuO经过以上一系列操作之后，最终得到bg无水CuCl₂（不考虑实验过程中操作引起的损耗），
A．粗CuO中含有其他物质，所以Cu²⁺数目小于

aNA

80

故A正确；
B．粗CuO中含有其他物质，CuO物质的量小于

b

135

mol，故B正确；
C．粗CuO中含有其他物质，所含的铜元素的质量分数小于

64b

135a

x100%，故C错误；
D．粗CuO中杂质不能确定其治疗，关于CuO的量无法确定，故D正确；
故答案为：ABD．