Question

16．鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣．現(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)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，然后按如圖步驟進行提純：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH，見表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH	4	9.0	6.7

（1）最適合作氧化劑X的是C．
A．K₂Cr₂O₇      B．NaClO    C．H₂O₂         D．KMnO₄
（2）加入氧化劑的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離．
（3）加入的物質(zhì)Y是CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃（寫化學(xué)式），目的是調(diào)節(jié)溶液的pH．根據(jù)信息，溶液的pH范圍應(yīng)為調(diào)節(jié)溶液的pH至4～4.7．
（4）當c（Fe³⁺）=10^-5mol/L時，認為沉淀完全，則Fe（OH）₃的Ksp=1×10^-35．
（5）結(jié)合方程式和必要文字說明解釋不能將溶液Ⅲ直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂•2H₂O晶體的原因CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl溫度升高，HCl揮發(fā)，水解平衡正向移動，得到Cu（OH）₂固體，而無法得到晶體．
（6）在飽和氯化鐵溶液中加入碳酸鈣粉末，發(fā)現(xiàn)碳酸鈣逐漸溶解，同時還產(chǎn)生的現(xiàn)象有產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀．

Answer 1

分析 氯化亞鐵和氯化銅的混合液中，加入氧化劑可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH可以將鐵離子沉淀，得到氯化銅的水溶液，然后再酸性環(huán)境下蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥即可得到氯化銅晶體，
（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(zhì)；
（2）將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）調(diào)節(jié)pH4～4.7，使Fe³⁺全部沉淀，同時不引進新雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的pH的目的是使鐵離子沉淀同時銅離子不能沉淀，據(jù)此判斷；
（4）當c（Fe³⁺）=10^-5mol/L時，認為沉淀完全，此時pH=4，即c（OH^-）=1×10^-10，根據(jù)Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）計算；
（5）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進其水解（HCl易揮發(fā)），得不到CuCl₂•2H₂O；
（6）飽和氯化鐵溶液中鐵離子水解呈酸性，加入碳酸鈣粉末，碳酸鈣與酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體，同是促進鐵離子的水解而產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀；

解答 解：（1）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，F(xiàn)e²⁺沉淀的同時，Cu²⁺也會沉淀，無法將兩者分離開，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，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離；
（3）結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH4～4.7，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進新雜質(zhì)，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(diào)節(jié)溶液的pH至4～4.7；
（4）當c（Fe³⁺）=10^-5mol/L時，認為沉淀完全，此時pH=4，即c（OH^-）=1×10^-10，Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=10^-5×（1×10^-10）³=1×10^-35，
故答案為：1×10^-35；
（5）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進其水解（HCl易揮發(fā)），CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl 溫度升高，HCl揮發(fā)，水解平衡正向移動，得到Cu（OH）₂固體，而無法得到晶體，
故答案為：CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl 溫度升高，HCl揮發(fā)，水解平衡正向移動，得到Cu（OH）₂固體，而無法得到晶體；
（6）飽和氯化鐵溶液中鐵離子水解呈酸性，加入碳酸鈣粉末，碳酸鈣與酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體，同是促進鐵離子的水解而產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，所以出現(xiàn)的現(xiàn)象為碳酸鈣逐漸溶解，產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀
故答案為：產(chǎn)生氣泡和紅褐色沉淀．

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(zhì)．