Question

铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O )的流程如下。

已知常温下，Cu^2＋、Fe^3＋的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

金属离子	Fe^3+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	6.7

请回答下列问题：

（1）溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe^3＋且不引入杂质。

①试剂X可选用下列物质中的__________（填代号）。

a．CuO      b．NaOH      c．Cu      d．．Cu(OH)₂

②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是__________。

（2）由溶液Ⅱ制备CuCl₂·2H₂O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、__________（填操作名称）、过滤、洗涤干燥。

（3）向0.1 mol·L^－1的CuCl₂溶液中通入H₂S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因：              若K_SP［CuS］＝1.2×10^-36  ，则生成沉淀时需要S^2－的浓度为         mol·L^－1。

（4）某学习小组用碘量法测定CuCl₂·2H₂O样品的纯度（杂质不发生反应）。实验如下：

a．准确称取CuCl₂·2H₂O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250 mL待测溶液。（已知：2Cu²⁺+4I^－=2CuI+I₂）

b．移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴指示剂，用c mol·L^－1Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为V mL。（已知：I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－）

①实验中使用的指示剂名称为____________，达到滴定终点时，溶液颜色变化为               。

②该样品中CuCl₂·2H₂O 的质量分数为_________（用含m、c、V的代数式表示，不用化简）。

Answer

（1）① ad ② 3.2 ≤ pH ＜4.7（2）冷却结晶

（3）H2S+ Cu2+＝CuS↓+2H+；1.2×10－35

（4）①淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色②

【解析】

试题分析：粗铜中含有铁，粗铜与氯气反应生成氯化铜和氯化铁，加热稀盐酸到固体完全溶解，溶液中含有氯化铜和氯化铁，盐酸能抑制铜离子和铁离子的水解，从而得到其溶液1。向溶液1中加入试剂X调节pH到4~5，根据铁离子沉淀需要溶液的pH值知，铁离子完全沉淀生成氢氧化铁，铜离子不产生沉淀，过滤得到固体2是氢氧化铁，加入的X能与氢离子反应且不能引入新的杂质，可以为氧化铜或碳酸铜或碱式碳酸铜或氢氧化铜等。得到的溶液2为氯化铜，经过蒸发浓缩，冷却结晶可得到氯化铜晶体。（1）①试剂X可以是氧化铜或碳酸铜或氢氧化铜等，故选ad。 ② 调节溶液的pH时要是铁离子完全沉淀但铜离子不能产生沉淀，所以其范围为3.2 ≤ pH ＜4.7。（2）要制备氯化铜的晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥等过程。（3）氯化铜可以与硫化氢反应生成硫化铜沉淀和盐酸，离子方程式为：H2S+ Cu2+＝CuS↓+2H+；根据溶度积常数分析，硫离子的浓度=1.2×10-36/0.1= 1.2×10－35mol/L。（4）①碘遇到淀粉显蓝色，所以指示剂为淀粉溶液；滴定终点的颜色为：溶液由蓝色变为无色。② 根据反应分析关系式为：Na2S2O3 ~~~Cu2+ ，因为Na2S2O3的物质的量为cmol/L×V×10-3L，所以氯化铜的物质的量为：cmol/L×V×10-3L，则有氯化铜的质量分数为。

考点： 制备实验方案的设计，探究物质的组成或测量物质的含量