Question

【題目】以黃銅礦(CuFeS2)、FeCl3和乳酸[CH3CH(OH)COOH]為原料可制備有機合成催化劑CuCl和補鐵劑乳酸亞鐵{[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)過濾后得到的FeCO3固體應進行洗滌，檢驗洗滌已完全的方法是__________________________。

(4)實驗室制備乳酸亞鐵的裝置如圖所示。

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酸亞鐵的質量分數，結果測得產品的質量分數總是大于100%，其原因可能是_______________________________________________。

(5)已知：

①CuCl為白色晶體，難溶于水和乙醇，在空氣中易氧化；可與NaCl溶液反應，生成易溶于水的NaCuCl2。

②NaCuCl2可水解生成CuCl，溫度、pH對CuCl產率的影響如圖所示。

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于飽和NaCl溶液中，________________________________________________________________________。(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：真空干燥箱)。

Answer 1

【答案】CuFeS2＋3Fe3＋＋Cl－===4Fe2＋＋CuCl＋2S 除去溶液中的Fe3＋，提高產品的純度 取最后一次洗滌后的濾液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀，則洗滌完全 排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化 KMnO4具有強氧化性，可將Fe2＋和乳酸根離子中的羥基一同氧化 過濾,控制溫度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。用乙醇洗凈所得固體，置于真空干燥箱中干燥

【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中加入碳酸鈉溶液生成FeCO3沉淀，過濾后加乳酸得到乳酸亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。

亞鐵離子容易被氧氣氧化，制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和乳酸發生反應制備乳酸亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe}，據此解答。

(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。

因此，本題正確答案是：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。

因此，本題正確答案是：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：取最后一次洗滌后的濾液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀，則洗滌完全，

因此，本題正確答案是：取最后一次洗滌后的濾液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀，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。

因此，本題正確答案是：排盡裝置中的空氣，防止Fe2＋被氧化；

②乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀的增大，計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大，產品中乳酸亞鐵的質量分數會大于100%，
因此，本題正確答案是：KMnO4具有強氧化性，可將Fe2＋和乳酸根離子中的羥基一同氧化。

(5)根據題給信息，將一定量的混合物溶于飽和NaCl溶液中，CuCl與NaCl溶液反應，生成易溶于水的NaCuCl2，過濾后除去S；將NaCuCl2水解生成CuCl，根據溫度、pH對CuCl產率的影響的曲線，應選擇溫度60 ℃左右，控制溶液的pH為2.0～2.5左右，具體的操作為：過濾，控制溫度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。用乙醇洗凈所得固體，置于真空干燥箱中干燥，最后用乙醇洗凈所得固體，置于真空干燥箱中干燥，

因此，本題正確答案是：過濾，控制溫度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。用乙醇洗凈所得固體，置于真空干燥箱中干燥。