Question

【題目】在氯化銅晶體（CuCl22H2O）中含有FeCl2雜質(zhì)，為制得純凈的氯化銅晶體，首先將其溶于水后加少量鹽酸配制成水溶液，然后按如圖所示的操作步驟進(jìn)行提純．

已知室溫下，下列各物質(zhì)的KSP：

物質(zhì)	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp(25 ℃)	8.0×10－16	2×10－20	4.0×10－38

（1）下列物質(zhì)都可以作為氧化劑，其中最適合本實驗的是 。

A．H2O2 B．KMnO4 C．HNO3 D．K2Cr2O7

寫出你所選用的氧化劑在該實驗中的發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。

（2）物質(zhì)Y是 ，沉淀E的化學(xué)式 。

（3）從濾液得到純凈的CuCl22H2O晶體應(yīng)采用的方法是 ，過濾、洗滌。

（4）假設(shè)加入Y之后Cu2+的濃度為0.02 mol/L，要使 Cu2+不水解，則加入Y后溶液的pH不能超過 。

Answer 1

【答案】（1）A；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（2）CuO或Cu(OH)2（或CuCO3）；Fe(OH)3

（3）加入鹽酸，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶（或在氯化氫氣氛下蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶）

（4）5

【解析】

試題分析：制取流程為，向含有亞鐵離子的溶液中加入氧化劑X，將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，加入的Y不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以Y可以為CuO或Cu(OH)2或CuCO3；除去雜質(zhì)后的溶液為氯化銅溶液，將溶液在HCl的氣流中低溫加熱蒸發(fā)，得到氯化銅晶體，

（1）根據(jù)題干提供信息可知Fe3+沉淀所需的pH較小，所以應(yīng)先將Fe2+氧化為Fe3+后再將其除去。根據(jù)框圖，加入氧化劑X可把Fe2+氧化為Fe3+，而沒有增加新雜質(zhì)，所以X可以為H2O2，B會引入K+、Mn2+，C會引入雜質(zhì)鈉離子，D會引入鉀離子、鉻離子。發(fā)生反應(yīng)離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

故答案為：A；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（2）結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH4～5，使Fe3+全部沉淀，同樣不引進(jìn)新雜質(zhì)，所以Y最好為CuO或Cu(OH)2或CuCO3，除去Fe3+的有關(guān)離子方程式Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，CuO+2H+═Cu2++H2O，促使鐵離子向生成沉淀的方向移動。

故答案為：CuO或Cu(OH)2（或CuCO3）；Fe(OH)3；

（3）CuCl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā)），所以應(yīng)加入鹽酸，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶（或在氯化氫氣氛下蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶）、過濾、洗滌等的方法，得到CuCl22H2O的晶體。

故答案為：加入鹽酸，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶（或在氯化氫氣氛下蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶）；

（4）由題意可知，Cu(OH)2的Ksp=2.0×10-20，此時[c(OH-)]2=2.0×10-20/0.02=1×10-18，c(OH-)=1×10-9，c(H+)=1×10-5，則溶液pH=5。要使 Cu2+不水解，則加入Y后溶液的pH不能超過5。

故答案為：5。