(15分)制取纯净的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)的生产过程如下:
I.将粗氧化铜(含少量Fe)溶解在足量的稀盐酸中,然后加热、过滤得到CuCl2(含少量FeCl2)溶液,经测定,溶液pH为2。
II.对I中所得到的溶液按下列步骤进行提纯。
已知:
氢氧化物开![]() | 氢氧化物沉淀完全时的pH | |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
(1)下列物质中,最适合作为氧化剂X的是 。(填序号)
A.KMnO4 B.K2Cr2O4 C.H2O2 D.NaClO
(2)①加紧入的物质Y是 。
②写出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式: 。
(3)分离出沉淀Z,并将滤液蒸发,欲获得氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),应采取的措施是 。
(4)①某同学利用反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑设计实验来制取CuCl2溶液,该同学设计的装置应该为 。(填“原电池”或“电解池”)
②请你在下面方框中画出该同学设计的装置图,并指明电极材料和电解质溶液。
(5)已知一些难溶物的浓度积常数如下表:
物质 | FeS | MnS | CuS | PbS | HgS | ZnS |
Ksp | 6.3×10-18 | 2.5×-13 | 1.3×10-36 | 3.4×10-28 | 6.4×10-53 | 1.6×10-24 |
①NaOH ②FeS ③Na2S
(1)C(2分) (2)①CuO或Cu(OH)2或CuCO3(2分)
②Fe(OH)5(s)) Fe2+(aq)+3OH-(aq)(2分)
(3)在HCl气流下加热浓缩,冷却结晶(2分)
(4)①电解池(2分) ②(3分)
(5)②(2分)
(1)除杂不能引入新的杂质,所以选择C。
(2)Y是来调节溶液的pH的,且不能引入新杂质,故可以选择uO或Cu(OH)2或CuCO3。
(3)氯化铜在溶液中发生水解,加热会进一步促进水解,所以必须在HCl气流下加热浓缩,冷却结晶。
(4)由Cu+2H+===Cu2++H2↑可知该装置只能是电解池,因为铜和酸反应不能置换出氢气。因为铜失去电子,所以只能作阳极,电解质含有氢离子的酸即可。
(5)根据沉淀转化的实质②最好,①③属于可溶性物质,易引入新杂质。