Question

某化工厂制备氯化铜时，是密闭容器中将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌，使之溶解，

已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe(OH)₂的形式完全沉淀；

pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式开始沉淀； pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式完全沉淀；

pH在3～4时，Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式完全沉淀。

请你仔细阅读以上信息，并回答下列问题：

⑴写出粗制氧化铜粉与浓盐酸反应的化学方程式                。

⑵工业上为除去溶液中的Fe²⁺，常使用NaClO，当向溶液中加入NaClO，其反应的离子方程式为                            。

⑶若此溶液只含Fe³⁺时，要调整pH在3～4之间，此时最好向溶液中加入          。

⑷25℃时，已知溶液中c(Cu²⁺)与溶液pH的关系为lg c(Cu²⁺)＝8.6－2pH，若溶液中c(Cu²⁺)为1 mol/L，则溶液pH为___________，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________(填“能”或“否”)，Cu^2＋是否开始出现沉淀        (填“能”或“否”)。

⑸还需什么操作才能得到CuCl₂溶液？               。

Answer 1

⑴CuO + 2HCl＝FeCl₂ + H₂O；FeO + 2HCl＝FeCl₂ + H₂O；⑵2Fe^2＋ + ClO + 2H^＋＝2Fe^3＋ + Cl + H₂O；⑶CuO或Cu(OH)₂或Cu₂(OH)₂CO₃。⑷4.3；能；否；⑸过滤。

错解分析:本题易错处：一是不熟悉对数运算而出错；三是判断Fe^3＋是否沉淀完全时，不清楚溶液的pH与c(OH)关系而出错。

解题指导:⑴粗制氧化铜粉中的CuO和FeO都能与浓盐酸反应生成CuCl₂、FeCl₂和H₂O，据此可写出其相应的化学方程式。⑵Fe^2＋具有还原性，NaClO在酸性环境下具有强氧化性，能将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，ClO被还原为Cl，同时生成H₂O，故反应的离子方程式为：2Fe^2＋ + ClO + 2H^＋＝2Fe^3＋ + Cl + H₂O。⑶为了实现Fe^3＋与Cu^2＋的分离，需将溶液的pH调整在3～4之间，根据除杂不得带杂的原则，可选用能与H^＋反应的CuO或Cu(OH)₂或Cu₂(OH)₂CO₃。⑷根据lg c(Cu²⁺)＝8.6－2pH有，lg c(Cu²⁺)＝lg10^8.6－2pH，c(Cu^2＋)＝8.6－2pH＝1mol?L^-1，即得pH＝4.3<4.4，故Cu(OH)₂没有开始出现沉淀，pH在3～4时，Fe³⁺完全转化为Fe(OH)₃沉淀，现在是pH＝4.3，溶液中的c(OH)pH在3～4时更大，故Fe^3＋沉淀完全。⑸控制pH在3～4之间后，Fe^3＋完全转化为Fe(OH)₃沉淀，但Cu^2＋未开始出现沉淀，故通过过滤操作除去Fe(OH)₃沉淀后，即得CuCl₂溶液。