Question

黄铜灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe₂O₃）生产氯化铜晶体的流程如下：

（1）反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是______________________

（2）滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是___________________

（3）写出反应Ⅱ的化学方程式____________________________________________________

（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、__________、___________。

（5）在空气中直接加热CuCl₂·xH₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，原因是___________________________________________________（用化学方程式表示）

（6）CuCl₂·xH₂O晶体中x值的测定：称取3.420g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO₃ 4.400×10^-2mol的AgNO₃溶液（溶液中除Cl^- 外，不含其它与Ag⁺反应的离子），待Cl^- 完全沉淀后，用含Fe³⁺的溶液作指示剂，用0.2000 mol·L^-1的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO₃。使剩余的Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定终点的现象是_______________________________________。

②若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL，则CuCl₂·xH₂O 中x值为________。

Answer

加入过量的Zn会使产品中含有杂质。 Zn2+、Fe2+ Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 洗涤 干燥 2CuCl2·xH2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O 溶液变为血红色，且30s不褪色 2

【解析】黄铜灰渣加入盐酸浸取，盐酸可与Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应，滤渣Ⅰ为铜，过滤Ⅰ后进入反应Ⅰ主要含有Cu2+、Zn2+、Fe2+、H+，加入适量锌粉，锌粉只与Cu2+、H+反应生成铜单质，过滤Ⅱ后铜进入反应Ⅱ与双氧水和盐酸反应，滤液Ⅱ中为产生的Zn2+和未反应的Fe2+。（1）反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量，若过量会将铁置换出来，进入反应Ⅱ，使后面产品CuCl2·xH2O晶体含有杂质； （2）滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是产生的Zn2+和未反应的Fe2+；（3）反应Ⅱ是铜与双氧水和盐酸反应生成氯化铜，其化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O；（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（5）氯化铜是强酸弱碱盐，水解产生的盐酸是易挥发性酸，在空气中直接加热CuCl2·xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是：2CuCl2·xH2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O；

（6）①用含Fe3+的溶液作指示剂，用KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，滴定终点时KSCN不再转化为AgSCN，而与Fe3+作用，使溶液变为血红色，故滴定终点的现象是：溶液变为血红色，且30s不褪色；

②与KSCN反应的Ag+的物质的量为：0.2000 mol·L-1×20.00mL×10-3L/mL=4.000×10-3mol，则与CuCl2·xH2O反应的Ag+的物质的量为：4.400×10-2mol-4.000×10-3mol=4.000×10-2mol，则CuCl2·xH2O的物质的量为：2.000×10-2mol，则2.000×10-2mol×（135+18x）g/mol=3.420g,解得x=2。

点睛：本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键，侧重考查考生的分析与实验、计算能力的综合应用，题目难度中等。