Question

高氯酸铜[Cu（ClO₄）₂•6H₂O]易溶于水，120℃开始分解，常用于生产电极和作催化剂等．可由氯化铜通过下列反应制备：2CuCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O ═ Cu₂（OH）₂CO₃↓ + CO₂↑ + 4NaCl ； Cu₂（OH）₂CO₃ + 4HClO₄ + 9H₂O ═ 2Cu（ClO₄）₂•6H₂O + CO₂ ↑．HClO₄是易挥发的发烟液体，温度高于130℃易爆炸．下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1mol•L^﹣1）：

金属离子	开始沉淀	沉淀完全
Fe^3+	1.1	3.2
Fe^2+	5.8	8.8
Cu^2+	4.7	6.7

（1）将CuCl₂和Na₂CO₃用研钵分别研细，加入适量的沸水，搅拌，加热成蓝棕色溶液．静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu₂（OH）₂CO₃沉淀．

①把反应物研细的目的是            ．

②检验沉淀是否洗涤干净，应选用试剂是             ．

（2）向Cu₂（OH）₂CO₃沉淀中滴加稍过量的HClO₄小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu（ClO₄）₂溶液同时会产生大量的白雾．

①大量的白雾的成分是           （填化学式）．

②适度加热但温度不能过高的原因是                ．

（3）25℃时，若调节溶液pH=3，则溶液中的Fe³⁺的物质的量浓度为            ．（已知25℃时，Fe（OH）₃的K_sp=2.64×10^﹣39）

（4）某研究小组欲用粗CuCl₂固体（含Fe²⁺）制备纯净的无水氯化铜固体．请补充完整由粗CuCl₂固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl₂固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；②            ，过滤；③将滤液           ，得到CuCl₂•2H₂O晶体；④将             ，得到无水氯化铜固体．

Answer

（1）①增大反应物之间的接触面积，使反应速率增大；

②HNO3和AgNO3溶液；

（2）①HClO4；②防止HClO4、Cu（ClO4）2分解；

（3）2.64×10﹣6 mol•L﹣1；

（4）②加入适量双氧水溶液并充分混合，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥；④将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止．

【解析】（1）①把反应物研细的目的是 增大反应物之间的接触面积，使反应速率增大，故答案为：增大反应物之间的接触面积，使反应速率增大；

②根据反应2CuCl2+2Na2CO3+H2O═Cu2（OH）2CO3↓+CO2↑+4NaCl可知，沉淀表面可能沾有氯化钠，故检验沉淀是否洗涤干净，可检验氯离子的存在，应选用试剂是 HNO3和AgNO3溶液，故答案为：HNO3和AgNO3溶液；

（2）①根据HClO4是易挥发的发烟液体，可推知大量的白雾的成分是HClO4，故答案为：HClO4；

②根据高氯酸铜[Cu（ClO4）2•6H2O]120℃开始分解，HClO4是易挥发，温度高于130℃易爆炸，可知需适度加热但温度不能过高，故答案为：防止HClO4、Cu（ClO4）2分解；

（3）25℃时，若调节溶液pH=3，C（H+）=1.0×10﹣3mol/L，C（OH﹣）=mol/L=1.0×10﹣11mol/L，根据氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10﹣39，可知C（Fe3+）=mol/L=2.64×10﹣6 mol•L﹣1，故答案为：2.64×10﹣6 mol•L﹣1；

（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体（含Fe2+）制备纯净的无水氯化铜固体．实验步骤（可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水）：①将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；②加入适量双氧水溶液并充分混合，把亚铁离子转化为铁离子，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7，使铁离子完全沉淀，而铜离子不沉淀，过滤；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥，得到CuCl2•2H2O晶体；④为防止加热时铜离子水解，将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止，得到无水氯化铜固体，故答案为：②加入适量双氧水溶液并充分混合，再加入适量氨水调节溶液pH至3.2～4.7；③将滤液加热浓缩，冷却结晶，过滤、（冰水）洗涤，干燥；④将 CuCl2•2H2O晶体在HCl气氛中加热至质量不再变化为止．

【点评】本题考查了物质制备实验设计步骤和过程分析判断，有关Ksp计算，物质分离提纯的实验方法应用等，题目难度中等．