以黃銅礦(CuFeS2)、FeCl3和乳*[CH3CH(OH)COOH]為原料可製備有機合成催化劑CuCl和補...
問題詳情:
以黃銅礦(CuFeS2)、FeCl3和乳*[CH3CH(OH)COOH]為原料可製備有機合成催化劑CuCl和補鐵劑乳*亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。其主要實驗流程如下:
(1) FeCl3溶液與黃銅礦發生反應的離子方程式為______。
(2)向溶液1中加入過量鐵粉的目的是______。
(3)過濾後得到的FeCO3固體應進行洗滌,檢驗洗滌已完全的方法是______。
(4)實驗室製備乳*亞鐵的裝置如圖1所示。
①實驗前通入N2的目的是______。
②某興趣小組用KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+含量進而計算產品中乳*亞鐵的質量分數,結果測得產品的質量分數總是大於100%,其原因可能是______。
(5)已知:
①CuCl為白*晶體,難溶於水和乙醇,在空氣中易氧化;可與NaCl溶液反應,生成易溶於水的Na[CuCl2] 。
②Na[CuCl2]溶於水可生成CuCl,温度、pH對CuCl產率的影響如圖2、3所示。
圖2 圖3
由CuCl(s)、S(s)混合物提純CuCl的實驗方案為:將一定量的混合物溶於飽和NaCl溶液中,過濾,______。
(實驗中須使用的試劑有:飽和NaCl溶液,0.1 mol·L-1 H2SO4、乙醇;除常用儀器外須使用的儀器有:真空乾燥箱)。
【回答】
CuFeS2+3Fe3++Cl-=4Fe2++CuCl+2S 除去溶液中的Fe3+,提高產品的純度 取最後一次洗滌後的濾液,滴加***化的AgNO3溶液,若無白*沉澱,則洗滌完全 排盡裝置中的空氣,防止Fe2+被氧化 KMnO4具有強氧化*,可將Fe2+和乳*根離子中的羥基一同氧化 控制温度60 ℃左右,向濾液中滴加0.1 mol·L-1 H2SO4,控制溶液的pH為2.0~2.5左右,攪拌、趁熱過濾。用乙醇洗淨所得固體,置於真空乾燥箱中乾燥
【解析】
由實驗流程可知,向黃銅礦(CuFeS2)中加入FeCl3溶液發生氧化還原反應生成FeCl2、CuCl固體和硫單質,經過濾得到固體為CuCl和S,進一步分離可得CuCl;溶液1中含有FeCl2和FeCl3,加入過量的鐵粉除去溶液中的Fe3+得到溶液2為純度較高的FeCl2溶液,向溶液2中加入碳**溶液生成FeCO3沉澱,過濾後加乳*得到乳*亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。
亞鐵離子容易被氧氣氧化,製備過程中應在無氧環境中進行,實驗前通入N2排盡裝置中的空氣,裝置中FeCO3和乳*發生反應制備乳*亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。
【詳解】
(1) 由上述分析可以知道,FeCl3溶液與黃銅礦發生反應的離子方程式為CuFeS2+3Fe3++Cl-===4Fe2++CuCl+2S。
(2) 溶液1中含有FeCl3,向溶液1中加入過量鐵粉的目的是除去溶液中的Fe3+,提高產品的純度。
(3)FeCO3固體會吸附溶液中的Cl-,所以檢驗洗滌已完全應檢驗是否含有Cl-,方法為:取最後一次洗滌後的濾液,滴加***化的AgNO3溶液,若無白*沉澱,則洗滌完全。
(4)①亞鐵離子容易被氧氣氧化,實驗前通入N2的目的是排盡裝置中的空氣,防止Fe2+被氧化。
②乳*根中含有羥基,可以被**高錳*鉀溶液氧化,導致消耗高錳*鉀的增大,計算中按亞鐵離子被氧化,故計算所得乳*亞鐵的質量偏大,產品中乳*亞鐵的質量分數會大於100%, (5)根據題給信息,將一定量的混合物溶於飽和NaCl溶液中,CuCl與NaCl溶液反應,生成易溶於水的NaCuCl2,過濾後除去S;將NaCuCl2水解生成CuCl,根據温度、pH對CuCl產率的影響的曲線,應選擇温度60 ℃左右,控制溶液的pH為2.0~2.5左右,具體的*作為:過濾,控制温度60 ℃左右,向濾液中滴加0.1 mol·L-1 H2SO4,控制溶液的pH為2.0~2.5左右,攪拌、趁熱過濾。最後用乙醇洗淨所得固體,置於真空乾燥箱中乾燥。
知識點:氧化還原反應
題型:綜合題
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