Question

4．在氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂O）中含有FeCl₂雜質(zhì)，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(jìn)行提純．
已知：在pH=4～5時(shí)，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(zhì)都可以作為氧化劑，其中適合本實(shí)驗(yàn)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(fā)生反應(yīng)的離子方程式（寫一個(gè)即可）2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-或2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加入Y調(diào)節(jié)溶液的pH至4～5．物質(zhì)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(fā)，否則得不到純凈CuCl₂固體．試用簡要的文字和相應(yīng)化學(xué)方程式解釋這樣操作的原因：在HCl氣氛下蒸發(fā)，以抑制CuCl₂水解，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl．

Answer 1

分析 根據(jù)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(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，加入的Y不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以Y可以為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去雜質(zhì)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(fā)，得到氯化銅晶體，
（1）除雜時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)，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(diào)節(jié)pH至4～5，使Fe³⁺全部形成氫氧化鐵沉淀，同樣不引進(jìn)新雜質(zhì)，據(jù)此來選擇合適的物質(zhì)；
（4）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)），采取的方法應(yīng)抑制其水解．

解答 解：根據(jù)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(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，加入的Y不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以Y可以為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去雜質(zhì)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(fā)，得到氯化銅晶體，
（1）根據(jù)框圖，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒有增加新雜質(zhì)，所以X可以為H₂O₂，B會(huì)引入K⁺、Mn²⁺，C不會(huì)引入雜質(zhì)鈉離子，D會(huì)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(yīng)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(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進(jìn)新雜質(zhì)，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂，故選CD；
（4）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，以抑制CuCl₂水解，采用濃縮后冷卻結(jié)晶的方法，以得到CuCl₂•2H₂O的晶體，反應(yīng)的方程式為CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，
故答案為：在HCl氣氛下蒸發(fā)，以抑制CuCl₂水解，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離、提純方法及實(shí)驗(yàn)操作方法綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及了物質(zhì)制備、物質(zhì)的分離、提純方法等知識(shí)，正確理解制備流程為解答關(guān)鍵，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>