Question

現有含FeCl₂雜質的氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O），為制取純凈的CuCl₂?2H₂O，首先將其制成水溶液，然后按下圖所示步驟進行提純：

已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有強氧化性，要將溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀為氫氧化物，需溶液的pH如下表．

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時約pH
Fe3+ Fe2+ Cu2+	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7

請回答下列問題：
（1）本實驗最適合的氧化劑X是______（填序號）．
A．K₂Cr₂O₇　　　　B．NaClO　　　 C．H₂O₂　　　 D．KMnO₄
（2）加氧化劑的目的是______．
（3）物質Y是______（寫化學式），加入Y的目的是______．
（4）除去Fe³⁺的有關離子方程式是______．
（5）加入物質Y后得到的沉淀是______（寫化學式）．如何洗滌該沉淀沉淀？______．
（6）最后能不能直接蒸發結晶得到CuCl₂?2H₂O晶體？______，應如何操作？______．

Answer 1

解：（1）根據框圖，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒有增加新雜質，所以X為H₂O₂，故答案為：C；
（2）Fe²⁺沉淀為氫氧化物時所需pH與Cu²⁺的沉淀的pH相同，也就是說，Fe²⁺沉淀的同時，Cu²⁺也會沉淀，無法將兩者分離開，根據題干提供信息可知Fe³⁺沉淀所需的pH較小，所以應先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺后再將其除去，故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離；
（3）結合題示，調節pH3.2～4.7，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進新雜質，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，故答案為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃；調節溶液的pH至3.2～4.7；
（4）除去Fe³⁺的有關離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O[或Cu（OH）₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O等]；
（5）溶液Ⅱ為三價鐵離子，Y為Fe（OH）₃；Fe（OH）₃可用蒸餾水洗滌，故答案為：Fe（OH）₃；加蒸餾水至剛好淹沒沉淀，過濾，重復幾次；
（6）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發時促進其水解（HCl易揮發），所以應在HCl氣氛中采用低溫減壓蒸發結晶的方法，以得到CuCl₂?2H₂O的晶體，故答案為：不能；應在HCl的氣流中加熱蒸發．
分析：（1）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易除去，除雜時，不能引入新的雜質；
（2）將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）調節pH3.2～4.7，使Fe³⁺全部沉淀，同時不引進新雜質；
（4）CuO能促進三價鐵離子的水解；
（5）Y為Fe（OH）₃；可用蒸餾水洗滌；
（6）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發時促進其水解（HCl易揮發）．
點評：本題考查除去氯化銅中氯化亞鐵并得到氯化銅晶體的方法，難度不大，注意除雜不能引入新的雜質．