Question

在氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O）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行提純．

已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH=4～5時不水解，而Fe³⁺幾乎完全水解而沉淀．
（1）為什么要加入氧化劑？

 

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（2）下列物質(zhì)都可以作為氧化劑，其中最適合本實驗的是

 

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A．H₂O₂ B．KMnO₄ C．NaClO   D．K₂Cr₂O₇
（3）物質(zhì)Y是

 

，加入Y的目的

 

，沉淀E是

 

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（4）欲將CuCl₂?2H₂O加熱制得無水CuCl₂，要采用什么方法和措施？

 

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Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：根據(jù)流程可知，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）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易除去；
（2）除雜時，不能引入新的雜質(zhì)，雙氧水是綠色氧化劑；
（3）Y試劑是調(diào)節(jié)pH至4～5，使Fe³⁺全部形成氫氧化鐵沉淀，同樣不引進新雜質(zhì)，據(jù)此來選擇合適的物質(zhì)；
（4）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進其水解（HCl易揮發(fā)），采取的方法應(yīng)抑制其水解．

解答： 解：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，故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（2）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，
故答案為：A；
（3）結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH4～5，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，除去Fe³⁺的有關(guān)離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（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）；調(diào)節(jié)pH為4～5，使Fe³⁺全部形成沉淀除去；Fe（OH）₃；
（4）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進其水解（HCl易揮發(fā)），所以應(yīng)在HCl氣氛中采用低溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶的方法，以得到CuCl₂?2H₂O的晶體，
故答案為：在氯化氫氣氛下蒸發(fā)，以抑制氯化銅水解．

點評：本題考查物質(zhì)的分離、提純方法及實驗操作方法綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及了物質(zhì)制備、物質(zhì)的分離、提純方法等知識，正確理解制備流程為解答關(guān)鍵，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/div>