Question

铁、铜单质及其化合物应用范围很广．现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体（CuCl2?2H2O），为制取纯净的CuCl2?

铁、铜单质及其化合物应用范围很广．现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体（CuCl2?2H2O），为制取纯净的CuCl2?2H2O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见表： Fe3+Fe2+Cu2+氢氧化物开始沉淀时的pH1.97.04.7氢氧化物完全沉淀时的pH3.29.06.7请回答下列问题：（1）加入氧化剂的目的是______．（2）最适合作氧化剂X的是______．A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4（3）加入的物质Y是______．（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的？______（填“能”或“不能”）．若不能，试解释原因______．（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2?2H2O晶体？______（填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？______．（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是______．

Answer 1

根据流程图，氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体，
（1）根据实验目的，加入氧化剂的目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成Fe（OH）₃沉淀而与Cu²⁺分离，故答案为：将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成Fe（OH）₃沉淀而与Cu²⁺分离；
（2）K₂Cr₂O₇、NaClO、H₂O₂、KMnO₄都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K₂Cr₂O₇、NaClO、KMnO₄能引进新的杂质离子，双氧水是绿色氧化剂，得到的还原产物是水，不会引进杂质离子，故答案为：C；
（3）中和溶液的酸性，调节pH，将铁离子沉淀，铜离子不沉淀，可以加入CuO[Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃也可以]，故答案为：CuO[Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃也可以]；
（4）铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀，若不用物质Y，而是直接用碱能不能达到目的，故答案为：不能，加碱使Fe³⁺沉淀的同时也能使Cu²⁺沉淀；
（5）铜离子水解溶液显示酸性，加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜，为防止水解，应该在HCl气流中蒸干，故答案为：不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；
（6）氯化铁和氯化铜的混合液显示酸性，若向溶液中加入碳酸钙，碳酸钙溶解，产生二氧化碳气泡，溶液的酸性减弱，铁离子会形成沉淀，故答案为：碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀．

Answer 2

【答案】（1）将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；（2分）（2）C（2分）
（3）CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以]（2分）
（4）不能 加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀（2分）
（5）不能 应在HCl或SOCl2等混合液气流中加热蒸发结晶（2分）
（6）碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀（3分）

【解析】
试题分析：（1）Fe2+沉淀为氢氧化物时所需pH与Cu2+的沉淀的pH相同，也就是说，Fe2+沉淀的同时，Cu2+也会沉淀，无法将两者分离开，根据题干提供信息可知Fe3+沉淀所需的pH较小，所以应先将Fe2+氧化为Fe3+后再将其除去，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+，便于生成沉淀而与Cu2+分离；（2）根据框图，加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+，而没有增加新杂质，所以X为H2O2，故答案为：C；（3）结合题示，调节pH3.2～4.7，使Fe3+全部沉淀，同样不引进新杂质，所以Y最好为CuO或Cu(OH)2或CuCO3，故答案为：CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3；（4）如果直接加入碱，会使使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀，二者不能分离。（5）CuCl2属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解（HCl易挥发），所以应在HCl或SOCl2等混合液气氛中采用加热蒸发结晶的方法，以得到CuCl2?2H2O的晶体，故答案为：不能；应在HCl或SOCl2等混合液气流中加热蒸发结晶．（6）溶液显酸性，加入碳酸钙，酸与碳酸钙反应产生二氧化碳气体，同时溶液的pH升高，产生氢氧化铁红褐色沉淀。
考点：难溶电解质的溶解平衡，物质的分离，盐类水解的应用。