Question

7．氯化銅晶體在工業(yè)上可用作木材防腐劑，媒染劑等．現(xiàn)有含少量FeCl₂的酸性CuCl₂溶液，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，某研究小組按如圖步驟進行提純：

已知：相關物質的溶度積常數(shù)如表：

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）3	CuCl	CuI
Ksp	3.0×10-20	1.0×10-38	1.7×10-7	1.3×10-12

（1）最適合作氧化劑X的是d（填字母），加入X的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離．
a．HNO₃       b．NaClO       c．KMnO₄d．H₂O₂
（2）①為使Fe³⁺完全除去而不損失Cu²⁺的目的，加入的物質Y可以是CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃（填化學式）．
②調節(jié)至pH為3時，鐵離子剛好完全沉淀（離子濃度小于1×10^-5mol/L時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續(xù)調節(jié)至pH為4時，Cu²⁺開始沉淀（假定Cu²⁺濃度為3.0mol•L^-1）．
（3）某學習小組用“間接碘量法”測定含有CuCl₂•2H₂O晶體的試樣（不含能與I^-發(fā)生反應的氧化性雜質）的純度，過程如下：取0.38g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應生成白色沉淀．用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準溶液20.00mL． （已知：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-）
①可選用淀粉溶液作滴定指示劑．
②達到滴定終點時，俯視滴定管讀數(shù)將使測定結果偏低（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
③該試樣中CuCl₂•2H₂O的質量百分含量為90%．

Answer 1

分析 某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，由流程可知，加氧化劑X將亞鐵離子氧化為鐵離子，X為氯氣、氯水、過氧化氫等，但不能引入新雜質，溶液II中加入物質Y為CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，促進鐵離子的水解生成沉淀，然后過濾得到沉淀為Fe（OH）₃，溶液Ⅲ為CuCl₂溶液，因水解生成的HCl易揮發(fā)，則不能直接加熱，應在HCl氣流中蒸發(fā)結晶得到CuCl₂•2H₂O晶體，據(jù)此分析（1）（2）；
（3）依據(jù)碘化鉀和氯化銅發(fā)生氧化還原反應，生成碘化亞銅沉淀，和碘單質，碘單質遇淀粉變藍，依據(jù)碘單質被Na₂S₂O₃標準溶液滴定到終點，發(fā)生反應離子方程式計算分析．

解答 解：（1）H₂O₂作氧化劑的反應產(chǎn)物為水，不會引入新的雜質，所以最適合作氧化劑X的是H₂O₂；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Fe³⁺比Fe²⁺容易轉化為沉淀，因此要把Fe²⁺轉化為Fe³⁺，所以加入雙氧水的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；
故答案為：d；將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；
（2）①為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，加入的物質來調節(jié)pH且不能引進新的雜質，所以加入物質應能轉化為氯化銅，則可以加入CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案為：CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
②鐵剛好沉淀完全時離子濃度小于1×10^-5mol•L^-1，因Ksp=10^-38，則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1{0}^{-38}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=1×10^-11mol/L，此時pH=3，如銅離子開始沉淀，則c（OH^-）=$\root{3}{\frac{3×1{0}^{-20}}{3}}$mol/L=10^-10mol/L，此時pH=4；
故答案為：3；4；
（3）①硫代硫酸鈉滴定碘單質，利用碘單質遇淀粉變藍選擇指示劑為淀粉；
故答案為：淀粉溶液；
②若滴定終點時俯視滴定管刻度，讀取標準溶液體積減小，則由此測得的CuCl₂•2H₂O的質量分數(shù)會偏低；
故答案為：偏低；
③依據(jù)2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
得到 2Na₂S₂O₃～2Cu²⁺
     2        2
0.1000mol/L×0.0200L 0.1000mol/L×0.0200L=0.002mol
試樣中CuCl₂•2H₂O的質量百分數(shù)=$\frac{0.002mol×171g/mol}{0.38g}×100%$=90%；
故答案為：90%．

點評 本題考查物質的制備，涉及K_sp計算和物質制備、滴定實驗的原理應用等，把握滴定過程的反應原理和計算方法是解本題的關鍵，難度較大，側重于考查學生對所學知識的綜合應用能力．