Question

7．銅是畜禽生產中不可缺少的重要元素，堿式氯化銅是飼料中重要填加劑，工業上制取純凈CuCl₂•2H₂O的生產過程是：
（1）用粗CuO（含少量鐵）溶解在足量的稀鹽酸里加熱、過濾，得到CuCl₂（含FeCl₂）的溶液，經測定，溶液的PH值為3．
（2）對（1）的溶液按下列步驟進行提純：

已知：①可做氧化劑的物質有（A）KMnO₄（B）K₂Cr₂O₇ （C）H₂O₂ （D）NaClO（E）HNO₃
②Cu²⁺、Fe²⁺在PH值為4～5時不水解，而Fe³⁺卻幾乎全部水解．
試回答：
（1）加入的氧化劑X是（答編號）：C；選擇X的理由是：能氧化Fe²⁺且不引入新的雜質；反應的離子方程式是：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）物質Y是CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃；沉淀Z是Fe（OH）₃．加入Y能形成沉淀Z的原因是：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃與H⁺反應，使溶液的PH值升高，促進了Fe³⁺的水解，當PH值為4～5時，Fe³⁺幾乎完全水解生成Fe（OH）₃．
（3）分離出沉淀Z后在溶液 III中加入HCl物質，其目的是防止Cu²⁺水解，然后將溶液加熱蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得較純CuCl₂•2H₂O晶體．

Answer 1

分析 根據題意（1）的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調節溶液的pH，將鐵離子轉化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發溶液乙獲得氯化銅晶體，
（1）依據流程圖可知實驗目的是制備氯化銅晶體，需要除去亞鐵離子，加入的X為氧化劑，但不能引入新的雜質，據此判斷X；雙氧水與亞鐵離子發生氧化還原反應生成 鐵離子和水；
（2）Y物質應調節溶液的酸性，調節溶液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離子，溶液的pH值增大，Fe³⁺的水解而產生沉淀；
（3）溶液 III中溶質為氯化銅，銅離子在水溶液中能水解，加熱后水解程度增大，溶液呈酸性，所以加入酸可以抑制其水解，所以在對氯化銅溶液蒸發結晶時需要在氯化氫氣流中蒸發析出晶體，氯化銅溶液經過加熱蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得較純CuCl₂•2H₂O晶體；

解答 解：根據題意（1）的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調節溶液的pH，將鐵離子轉化成氫氧化鐵沉淀除去，得到的溶液乙為氯化銅溶液，然后在持續通入HCl氣體并不斷攪拌條件下蒸發溶液乙獲得氯化銅晶體，
（1）依據流程圖可知實驗目的是制備氯化銅晶體，需要除去亞鐵離子，加入的X為氧化劑，但不能引入新的雜質，所以X可以用H₂O₂，故選C；雙氧水與亞鐵離子發生氧化還原反應生成 鐵離子和水，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：C；能氧化Fe²⁺且不引入新的雜質；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物質應調節溶液的酸性，調節溶液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離子，所以Y為CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃，溶液的pH值增大，促進了Fe³⁺的水解，當PH值為4～5時，Fe³⁺幾乎完全水解生成Fe（OH）₃，
故答案為：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃；Fe（OH）₃；CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃與H⁺反應，使溶液的PH值升高，促進了Fe³⁺的水解，當PH值為4～5時，Fe³⁺幾乎完全水解生成Fe（OH）₃；
（3）溶液 III中溶質為氯化銅，銅離子在水溶液中能水解，加熱后水解程度增大，溶液呈酸性，所以加入酸可以抑制其水解，所以在對氯化銅溶液蒸發結晶時需要在氯化氫氣流中蒸發析出晶體，所以可以加入HCl，防止Cu²⁺水解，氯化銅溶液經過加熱蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得較純CuCl₂•2H₂O晶體，
故答案為：HCl；防止Cu²⁺水解；冷卻結晶；洗滌．

點評 本題考查了物質制備實驗方案的設計、物質的分離與提純方法綜合應用，題目難度中等，明確制備流程及反應原理為解答關鍵，需要注意除雜不能引入新的雜質，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．