Question

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，首先將其制成水溶液，再按下圖所示的操作步驟進(jìn)行提純。

請(qǐng)參照下表給出的數(shù)據(jù)填空。

	氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH
Cu2＋	4.7	6.7
Fe2＋	7.0	9.0
Fe3＋	1.9	3.2

⑴操作I加入X的目的是___________________________ 。
⑵下列物質(zhì)都可以作為X，適合本實(shí)驗(yàn)的X物質(zhì)可以是（填選項(xiàng)）_________ 。
A、KMnO₄       B、H₂O₂       C、NaClO         D、Cl₂
⑶操作II的Y試劑為_(kāi)______________（填化學(xué)式），并調(diào)節(jié)溶液的pH在______范圍。
⑷實(shí)驗(yàn)室在配制CuCl₂溶液時(shí)需加入少許鹽酸的理由是（文字?jǐn)⑹霾⒂糜嘘P(guān)離子方程式表示）__________________________________________________________。
⑸若將CuCl₂溶液蒸干灼燒，得到的固體是_________________（填化學(xué)式）；若要得無(wú)水CuCl₂，請(qǐng)簡(jiǎn)述操作方法______________________________________________。

Answer 1

（共14分）⑴加入氧化劑，使Fe^2＋氧化為Fe^3＋（2分）  ⑵B、D（2分）
⑶CuO（2分）；3.2≤pH＜4.7（2分）
⑷Cu^2＋水解：Cu^2＋+2H₂OCu(OH)₂+2H^＋ ，（2分）加入鹽酸抑制其水解（1分）。
⑸CuO（2分），HCl氣流中蒸發(fā)（1分）。

試題分析：由于Fe²⁺沉淀為Fe(OH)₂的pH值與Cu²⁺沉淀為Cu(OH)₂的pH較大，而與Fe³⁺沉淀為Fe(OH)₃的pH相差較大，所以可以通過(guò)先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵以Fe(OH)₃沉淀形式而被除去。為了使加入的氧化劑不帶入新的雜質(zhì)，顯然用H₂O₂最好。出于同樣的考慮，加入y調(diào)節(jié)溶液pH值時(shí)，應(yīng)選用能與H⁺反應(yīng)，而溶解度較小的物質(zhì)如CuO為好，CuO稍多不會(huì)帶入新雜質(zhì)也不會(huì)使pH值升高太多而使Cu²⁺沉淀。
（1）根據(jù)操作I后離子的變化可知，操作目的是加入氧化劑，將亞鐵離子氧化生成鐵離子的。
（2）由于在實(shí)驗(yàn)中不能再引入新的雜質(zhì)，所以選項(xiàng)AC不正確；雙氧水的還原產(chǎn)物是水、氯氣的還原產(chǎn)物是氯離子，不會(huì)引入雜質(zhì)，答案選BD。
（3）Y試劑的目的是沉淀鐵離子，所以加入的試劑應(yīng)該是氧化銅。鐵離子完全沉淀時(shí)的pH是3.2，銅離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH是4.7，所以調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)該在3.2≤pH＜4.7。
（4）氯化銅溶于水Cu^2＋水解：Cu^2＋+2H₂OCu(OH)₂+2H^＋ ，所以加入鹽酸的目的是抑制其水解。
（5）銅離子水解吸熱，且生成的氯化氫極易揮發(fā)，所以若將CuCl₂溶液蒸干得到的固體是氫氧化銅，灼燒得到的是氧化銅。所以要得到氯化銅晶體應(yīng)該在HCl氣流中蒸發(fā)。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。該類(lèi)試題需要注意的是該題需要明確的這種類(lèi)型的試題主要是以實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，通過(guò)是什么、為什么和怎樣做重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。