Question

19．用粗氧化銅（含少量Fe）制取純凈的CuCl₂?2H₂O的主要過程是：
①將粗氧化銅溶解于稀鹽酸中，加熱、過濾．調(diào)節(jié)濾液的pH為3；
②對①所得的濾液按下列步驟進行操作：

已知：

物質(zhì)	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Fe2+	7.0	9.0
Cu2+	4.7	6.7

回答下列問題：
（1）加入氧化劑X的目的是：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離
本實驗最合適的氧化劑X是c（填字母）
a．K₂Cr₂O₇    b．NaClO    c．H₂O₂     d．KMnO₄
反應(yīng)的離子方程式是2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）Y可選：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃，調(diào)節(jié)pH3.2≤pH＜4.7
除去Fe³⁺的有關(guān)離子方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O、Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺
（3）采用低溫減壓蒸發(fā)結(jié)晶的方法得到CuCl?2H₂O的晶體，還要在過程中不斷通入HCl氣體，且不能蒸干．

Answer 1

分析 工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體，
（1）依據(jù)流程圖可知實驗?zāi)康氖侵苽渎然�銅晶體，需要除去亞鐵離子，所以要加入氧化劑，加入氧化劑X不能引入新的雜質(zhì)；
（2）Y物質(zhì)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時鐵離子全部沉淀，銅離子不能沉淀且不能引入新的雜質(zhì)離子，據(jù)此判斷調(diào)節(jié)pH值，鐵離子水解生成氫氧化鐵沉淀而除去；
（3）氯化銅水溶液蒸發(fā)濃縮，銅離子水解，生成的氯化氫揮發(fā)，加熱促進水解正向進行，得到氫氧化銅，實驗需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)析出晶體．

解答 解：工業(yè)上制取純凈的CuCl₂•2H₂O的主要過程：將粗氧化銅（含少量Fe）溶解于稀鹽酸中，氧化銅和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，過濾，濾液中含有亞鐵離子、銅離子、氯離子，加入氧化劑將亞鐵離子氧化成鐵離子，然后加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH，將鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續(xù)通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發(fā)溶液乙獲得氯化銅晶體．
（1）依據(jù)流程圖可知實驗?zāi)康氖侵苽渎然�銅晶體，需要除去亞鐵離子，所以要加入氧化劑，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離，加入氧化劑X不能引入新的雜質(zhì)，所以可以用雙氧水，故選c，反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，便于生成沉淀而與Cu²⁺分離；  c；2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物質(zhì)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的酸性，調(diào)節(jié)溶液PH時鐵離子全部沉淀，PH值大于3.2，銅離子不能沉淀則PH值 小于4.7，且不能引入新的雜質(zhì)離子，實驗需要加入和酸反應(yīng)的固體物質(zhì)CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃，反應(yīng)的離子方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，F(xiàn)e³⁺幾乎完全水解而沉淀反應(yīng)的離子方程式為Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺，
故答案為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃或Cu₂（OH）₂CO₃；3.2≤pH＜4.7；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O、Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺；
（3）氯化銅水溶液蒸發(fā)濃縮，銅離子水解，CuCl₂+H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，生成的氯化氫揮發(fā)，加熱促進水解正向進行，得到氫氧化銅，所以實驗需要在氯化氫氣流中蒸發(fā)，抑制水解反應(yīng)進行，析出得到氯化銅晶體，
故答案為：HCl．

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗方案的分析判斷，實驗操作過程的注意問題，除雜不能引入新的雜質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．