Question

制取纯净的氯化铜晶体（CuCl2?2H2O）的生产过程如下：I．将粗氧化铜（含少量Fe）溶解在足量的稀盐酸中，

制取纯净的氯化铜晶体（CuCl2?2H2O）的生产过程如下：I．将粗氧化铜（含少量Fe）溶解在足量的稀盐酸中，然后加热、过滤得到CuCl2（含少量FeCl2）溶液，经测定，溶液pH为2．II．对I中所得到的溶液按下列步骤进行提纯．已知： 氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH Fe3+ 1.9 3.2 Cu2+ 4.7 6.7试回答下列问题：（1）下列物质中，最适合作为氧化剂X的是______．（填序号）A．KMnO4 B．K2Cr2O4 C．H2O2 D．NaClO（2）①加入的物质Y是______．②写出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式：______．（3）分离出沉淀Z，并将滤液蒸发，欲获得氯化铜晶体（CuCl2?2H2O），应采取的措施是______．（4）①某同学利用反应：Cu+2H+═Cu2++H2↑设计实验来制取CuCl2溶液，该同学设计的装置应该为______．（填“原电池”或“电解池”）②请你在下面方框中画出该同学设计的装置图，并指明电极材料和电解质溶液．（5）已知一些难溶物的浓度积常数如下表： 物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS Ksp 6.3×10-18 2.5×-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们．（选填序号）①NaOH ②FeS ③Na2S．

Answer 1

（1）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；
（2）①结合题示，调节pH至4～5，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；
②沉淀Z为Fe（OH）₃，在溶液中存在溶解平衡：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq），故答案为：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）；
（3）CuCl₂溶液在蒸发结晶过程中发生水解，为抑制其水解，根据Cu²⁺+2H₂O Cu（OH）₂+2H⁺，加入盐酸可起到抑制作用，并且在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干．
故答案为：在HCl气流下加热浓缩，冷却结晶；
（4）①Cu与盐酸不反应，为使反应Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑发生，应设计成电解池，铜作阳极，故答案为：电解池；
②将反应Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑设计成电解池，可将铜作阳极，碳棒或铂为阴极，盐酸为电解质，设计电解池为，
故答案为：；
（5）①加入NaOH，易生成Hg（OH）₂，Hg（OH）₂不稳定，易分解最终生成有害物质Hg，并且加入NaOH成本较大，过量时引入新的杂质，②FeS较HgS、CuS易溶，加入FeS，可易生成HgS、CuS而除去溶液中的Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，③加入Na₂S，过量时易引入S^2-杂质，所以只有②符合．
故答案为：②．