Question

工業上制氯化銅無水物時，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80 ℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉(含雜質氧化亞鐵和SiO₂)，充分攪拌后使之溶解，制取流程如下：

已知：pH≥9.6時，Fe²⁺以Fe(OH)₂的形式完全沉淀；pH≥6.4時，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式完全沉淀；常溫時K_sp[Fe(OH)₃]=c(Fe³⁺).c³(OH^－)=1.0×10^－38。試回答：

(1)根據常溫時Fe(OH)₃的K_sp計算，當溶液中的Fe³⁺完全沉淀(此時溶液中的Fe³⁺物質的量的濃度=10^－5mol/L)，溶液的pH=              。

(2)溶液D制取無水CuCl₂時，需在HCl氣體中蒸干，原因是                      

                                                                         。

(3)粗CuO溶于過量鹽酸后，得到的溶液B中加入試劑x將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，試劑x可以是           (填以下選項序號)。

A．KMnO₄溶液    B．氯水    C．NaClO溶液    D．O₃

若用H₂O₂溶液，則反應的離子方程式為                                    。

(4)溶液C加入試劑y，要調整溶液的pH至3-4，試劑y不能是        (填以下選項序號)，原因是                                                               。

A．NaOH溶液    B．Cu(OH)₂固體    C．Cu₂(OH)₂CO₃固體    D．CuO固體

(5)將ag粗CuO經過以上一系列操作之后，最終得到bg無水CuCl₂(不考慮實驗過程中操作引起的損耗)，下列說法正確的是           。(N_A表示阿伏伽德羅常數)

A．粗CuO中Cu²⁺數目小于         

B．粗CuO中CuO物質的量小于mol

C．粗CuO中所含的銅元素的質量分數為×100℅ 

D．粗CuO中關于CuO的量無法確定

 

Answer 1

【答案】

(1)3(2分)        (2)HCl抑制CuCl₂水解(1分)

(3)BD(2分)    2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O(2分)

(4)A(2分)    將引入新雜質NaCl(1分)        (5)ABD(3分)

【解析】（1）根據K_sp[Fe(OH)₃]=c(Fe³⁺).c³(OH^－)=1.0×10^－38可知，當溶液中的Fe³⁺物質的量的濃度=10^－5mol/L時，溶液中c(OH^－)＝，所以溶液的pH＝3。

（2）氯化銅時強酸弱堿鹽，水解顯酸性，加熱促進水解，所以為防止銅離子水解，需要在在HCl氣體中蒸干。

（3）除去亞鐵離子，需要加入氧化劑，但不能引入新的雜質，氯氣的還原產物是氯離子，臭氧的還原產物是水，不會帶入雜質，BD正確。AC會引入雜化離子錳離子和鈉離子等，不正確。答案選BD。雙氧水的還原產物是水，方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O。

（4）y是消耗氫離子，來調節溶液的pH，但不能引入雜質，氫氧化鈉能帶入雜質離子鈉離子，所以不能選擇A，其余都是正確的，答案選A。

（5）由于粗氧化銅中含有雜質，所以氧化銅的物質的量小于，A正確。因為在調節溶液pH時，引入了銅離子，所以最終生成的氯化銅的物質的量大于粗氧化銅中氧化銅的物質的量，所以B正確，C不正確。調節溶液pH時，無法確定引入了多少銅離子，所以粗CuO中關于CuO的量無法確定，D正確，答案選ABD。