Question

9．現有含FeC1₂雜質的氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂O），為制取純凈的CuCl₂•2H₂O，首先將其制成水溶液，然后按如圖所示步驟進行提純：

已知H₂O₂、KmnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有強氧化性，要將溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7，
請回答下列問題
（1）本實驗最適合的氧化劑X是C．
A．K₂Cr₂O₇ B．NaClO    C．H₂O₂ D．KMnO₄
（2）物質Y不可能是B．
A．CuO    B．CuCl₂C．Cu（OH）₂D．CuCO₃
（3）除去Fe³⁺的有關離子方程式是（物質Y在（2）中選擇合適的選項）：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺；．
（4）加入氧化劑的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再除去．
（5）最后能不能直接蒸發結晶得到CuCl₂•2H₂O？不能．（填“能”或“不能”）．如不能，應如何操作？（如能，此空不填）應在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結晶．

Answer 1

分析 由題給數據可知Fe³⁺易生成Fe（OH）₃沉淀而除去，加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，為避免引入新雜質，應用過氧化氫；加入試劑Y的目的是調節pH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過濾除去沉淀，對濾液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到氯化銅晶體．
（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；
（2）物質Y的作用是調節溶液的pH，據此來選擇合適的試劑；
（3）氫氧化銅能促進三價鐵離子的水解；
（4）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（5）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發時促進其水解（HCl易揮發）．

解答 解：由題給數據可知Fe³⁺易生成Fe（OH）₃沉淀而除去，加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，為避免引入新雜質，應用過氧化氫；加入試劑Y的目的是調節pH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過濾除去沉淀，對濾液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到氯化銅晶體，
（1）根據題意，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒有增加新雜質，所以X為H₂O₂，
故答案為：C；
（2）結合題示，調節pH至3.7，使Fe³⁺全部沉淀，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，CuCl₂不能調節pH，
故答案為：B；
（3）Fe³⁺水解顯酸性，有關離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入氫氧化銅和溶液中氫離子反應：Cu（OH）₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O，使水解平衡向正反應方向一定，總反應式為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺；
（4）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，Fe²⁺沉淀的同時，Cu²⁺也會沉淀，無法將兩者分離開，根據題干提供信息可知Fe³⁺沉淀所需的pH較小，所以應先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺后再將其除去，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再除去；
（5）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發時促進其水解（HCl易揮發），所以應在HCl氣氛中采用濃縮后冷卻結晶的方法，以得到CuCl₂•2H₂O的晶體，
故答案為：不能；應在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結晶．

點評 本題考查物質的分離、提純的實驗設計，為高頻考點，側重于學生的分析能力的考查，題目多角度考查學生的閱讀獲取信息能力、對工藝流程理解與實驗條件控制、實驗方案的評價、物質分離提純除雜等有關實驗操作以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力．題目難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息解決問題的能力，注意基礎知識的全面掌握．