Question

4．在氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂O）中含有FeCl₂雜質，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：在pH=4～5時，Cu²⁺、Fe²⁺不水解，而Fe³⁺幾乎完全水解而沉淀．

回答下列問題：
（1）下列物質都可以作為氧化劑，其中適合本實驗的X是AC（填字母）．
A．H₂O₂      B．KMnO₄      C．氯水     D．K₂Cr₂O₇
（2）寫出加入氧化劑X后，發生反應的離子方程式（寫一個即可）2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-或2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加入Y調節溶液的pH至4～5．物質Y可能是CD（填字母）．
A．氨水      B．Cu      C．Cu（OH）₂     D． CuO
（4）欲將CuCl₂•2H₂O加熱制得無水CuCl₂，可在HCl氣氛下蒸發，否則得不到純凈CuCl₂固體．試用簡要的文字和相應化學方程式解釋這樣操作的原因：在HCl氣氛下蒸發，以抑制CuCl₂水解，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl．

Answer 1

分析 根據流程可知，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調節溶液的pH，使鐵離子完全轉化成氫氧化鐵沉淀，加入的Y不能引進新的雜質，所以Y可以為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去雜質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，得到氯化銅晶體，
（1）除雜時，不能引入新的雜質，雙氧水是綠色氧化劑；
（2）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）Y試劑是調節pH至4～5，使Fe³⁺全部形成氫氧化鐵沉淀，同樣不引進新雜質，據此來選擇合適的物質；
（4）CuCl₂屬于強酸弱堿鹽，加熱蒸發時促進其水解（HCl易揮發），采取的方法應抑制其水解．

解答 解：根據流程可知，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調節溶液的pH，使鐵離子完全轉化成氫氧化鐵沉淀，加入的Y不能引進新的雜質，所以Y可以為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去雜質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，得到氯化銅晶體，
（1）根據框圖，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒有增加新雜質，所以X可以為H₂O₂，B會引入K⁺、Mn²⁺，C不會引入雜質鈉離子，D會引入鉀離子、鉻離子，
故答案為：AC；
（2）加入H₂O₂或氯水，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-   或  2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-   或  2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）結合題示，調節pH4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進新雜質，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂，故選CD；
（4）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，以抑制CuCl₂水解，采用濃縮后冷卻結晶的方法，以得到CuCl₂•2H₂O的晶體，反應的方程式為CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，
故答案為：在HCl氣氛下蒸發，以抑制CuCl₂水解，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl．

點評 本題考查物質的分離、提純方法及實驗操作方法綜合應用，題目難度中等，涉及了物質制備、物質的分離、提純方法等知識，正確理解制備流程為解答關鍵，試題有利于培養學生的分析、理解能力及化學實驗能力．