Question

氯化铜晶体（CuCl 2 ?xH 2 O）是重要的化工原料，可用作催化剂、消毒剂等．用孔雀石[主要含Cu 2 （OH） 2

氯化铜晶体（CuCl 2 ?xH 2 O）是重要的化工原料，可用作催化剂、消毒剂等．用孔雀石[主要含Cu 2 （OH） 2 CO 3 ，还含少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体，方案如下： 已知：有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH： Fe 3+ Cu 2+ Fe 2+ 开始沉淀的pH 2.7 5.4 8.1 沉淀完全的pH 3.7 6.9 9.6 （1）若溶液A含有的金属离子有Cu 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ ，则试剂①选用______（填字母）．A．Cu B．Cl 2 C．NH 3 ?H 2 O D．NaOH（2）加入试剂②的目的是调节pH至a，a的范围是______．由溶液C获得CuCl 2 ?xH 2 O，包含4个基本实验操作，这4个基本实验操作依次是______、______过滤和无水乙醇洗涤等操作，使用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______．（3）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl 2 ?xH 2 O）中x值，有同学设计了如下两种实验方案：①称取一定质量的晶体加热使其失去结晶水，称量所得无水CuCl 2 的质量．该方案存在的问题是______．②称取a g晶体、加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、加热沉淀至质量不再减轻为止，称量所得固体的质量为b g．则x=______（用含a、b的代数式表示）．

Answer 1

（1）由工艺流程转化关系可知，实现由溶液A至溶液B转化，目的是将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ，试剂①应为氧化剂，且不能引入新的杂质． A．Cu不能与Fe 2+ 反应，故A错误； B．Cl 2 可以将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ，且不引入新杂质，故B正确； C．NH 3 ?H 2 O可以沉淀Cu 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ ，引入铵根离子，故C错误； D．NaOH可以沉淀Cu 2+ 、Fe 2+ 、Fe 3+ ，引入钠离子，故D错误． 故选：B． （2）由工艺流程转化关系可知，试剂②应为调节溶液pH值，使Fe 3+ 转化为Fe（OH） 3 ，除去Fe 3+ ，不能沉淀Cu 2+ ，由金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH可知，Fe 3+ 从pH=2.7开始沉淀，在pH=3.7沉淀完全，Cu 2+ 从pH=5.4开始沉淀，所以应该可知pH范围为3.7～5.4． 由溶液获得CuCl 2 ?xH 2 O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等． 氯化铜易溶于水，使用无水乙醇代替水进行洗涤，防止CuCl 2 ?xH 2 O晶体溶解损失． 故答案为：3.7～5.4；蒸发浓缩、冷却结晶；防止CuCl 2 ?xH 2 O晶体溶解损失． （3）①CuCl 2 ?xH 2 O晶体加热时会发生水解CuCl 2 +2H 2 O?Cu（OH） 2 +2HCl，有HCl气体放出，CuCl 2 质量偏小，测得x值偏大． 故答案为：CuCl 2 ?xH 2 O晶体加热时会发生水解． ②b g为CuO质量为 bg 80g/mol = b 80 mol，根据铜元素守恒可知，n（CuO）=n（CuCl 2 ?xH 2 O），所以ag= b 80 mol×（135+18x）g/mol，解得，x= 80a-135b 18b ． 故答案为： 80a-135b 18b ．