Question

13．某同学拟用粗氧化铜（含少量FeO及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，流程如图所示：

（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）步骤②中加入H₂O₂的目的：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，沉淀Ⅱ的化学式为：Fe（OH）₃．
（3）已知：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+	1.9	3.2
Cu2+	4.7	6.7
Fe2+	7	9

步骤③中调节溶液pH的试剂X可以是BC（双选，填编号）．
A．NaOH       B．CuO    C．Cu（OH）₂    D．NH₃•H₂O
（4）步骤④的操作是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥．为得到无水CuCl₂，步骤⑤需在干燥的HCl气流中加热CuCl₂•2H₂O，原因是干燥的HCl气流既可抑制Cu²⁺的水解，还能带走CuCl₂•2H₂O受热产生的水汽．

Answer 1

分析 向粗氧化铜（含少量FeO及不溶于酸的杂质）中加入盐酸，盐酸和铁、氧化铜反应，发生的离子反应方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，加入氧化剂A的目的是把亚铁离子氧化，根据除杂原则，不能引入新的杂质；加入试剂B的目的是调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铜晶体，
（1）氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水；
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子；步骤③是加入氧化铜或Cu（OH）₂调节溶液pH使铁离子完全沉淀；
（3）通过调节pH可以使Fe³⁺沉淀完全但不能引入新的杂质；
（4）从溶液中要获得晶体应经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
（5）氯化氢抑制氯化铜的水解，以便得到氯化铜晶体．

解答 解：向粗氧化铜（含少量FeO及不溶于酸的杂质）中加入盐酸，盐酸和铁、氧化铜反应，发生的离子反应方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，加入氧化剂A的目的是把亚铁离子氧化，根据除杂原则，不能引入新的杂质；加入试剂B的目的是调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铜晶体，
（1）步骤①中氧化铜与盐酸反应氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，反应的离子方程式是：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案为：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质，氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
步骤③是加入氧化铜调节溶液pH到大于3.2，小于4.7，使铁离子完全沉淀，
故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；Fe（OH）₃；
（3）溶液C通过调节pH可以使Fe³⁺沉淀完全，应加入CuO或Cu（OH）₂，而加入氢氧化钠引入Na⁺，加入氨水引入新的杂质NH₄⁺，
故答案为：BC；
（4）从溶液中获得晶体要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤一系列步骤；
步骤⑤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl₂•2H₂O，是为了抑制铜离子的水解得到氯化铜晶体同时带走产生的水蒸气，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；干燥的HCl气流既可抑制Cu²⁺的水解，还能带走CuCl₂•2H₂O受热产生的水汽．

点评 本题考查了物质制备实验设计、物质分离的实验基本操作，物质性质的理解和掌握是解题关键，题目难度中等．