Question

【題目】已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強(qiáng)氧化性。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、9.6、3.7。現(xiàn)有含FeCl2雜質(zhì)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，然后按圖示步驟進(jìn)行提純：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑X是___(填序號(hào))。

A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4

（2）物質(zhì)Y是____。

（3）本實(shí)驗(yàn)用加堿沉淀法能不能達(dá)到目的？___，原因是___。

（4）除去Fe3＋的有關(guān)離子方程式是____。

（5）加氧化劑的目的是____。

（6）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2·2H2O晶體___，應(yīng)如何操作___。

Answer 1

【答案】C CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] 不能 因加堿的同時(shí)也會(huì)使Cu2＋生成Cu(OH)2沉淀 Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O等] 將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于生成沉淀而與Cu2＋分離 不能 應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)

【解析】

加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，根據(jù)除雜原則，不能引入新的雜質(zhì)；加入試劑Y的目的是調(diào)節(jié)pH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀,過(guò)濾除去沉淀,對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)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(shí),不能引入新的雜質(zhì)；

(2)物質(zhì)Y的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,據(jù)此來(lái)選擇合適的試劑；

(3)加堿的同時(shí)Cu2+也會(huì)生成沉淀；

(4)CuO能促進(jìn)三價(jià)鐵離子的水解；

(5)加入氧化劑,將Fe2＋氧化為Fe3＋；

(6) CuCl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā))。

(1)根據(jù)題意,加入氧化劑X可把Fe2＋氧化為Fe3＋,而沒(méi)有增加新雜質(zhì),所以X為H2O2；

故答案是:C；

(2)結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH至3.7，使Fe3＋全部沉淀,所以Y最好為CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] ；

故答案是: CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] ；

(3)加堿的同時(shí)，Cu2+也會(huì)生成沉淀；

答案是:不能；因加堿的同時(shí)也會(huì)使Cu2＋生成Cu(OH)2沉淀；

(4)鐵離子水解產(chǎn)生H+，氧化銅與H+ ，減小了氫離子濃度，促進(jìn)了鐵離子的水解，產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，達(dá)到除去鐵離子的目的；除去Fe3＋的有關(guān)離子方程式：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O等]；

答案是： Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O等]；

(5) Fe2＋沉淀為氫氧化物時(shí)所需pH與Cu2＋的沉淀的pH相同，也就是說(shuō), Fe2＋沉淀的同時(shí), Cu2＋也會(huì)沉淀，無(wú)法將兩者分離開(kāi)，根據(jù)題干提供信息可以知道Fe3＋沉淀所需的pH較小，所以應(yīng)先將Fe2＋氧化為Fe3＋后再將其除去；

答案是: 將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于生成沉淀而與Cu2＋分離 ；

(6)CuCl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā))，所以應(yīng)在HCl氣氛中采用濃縮后冷卻結(jié)晶的方法，以得到CuCl22H2O的晶體；

答案是: 不能；應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)。