Question

9．現(xiàn)有含F(xiàn)eC1₂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，然后按如圖所示步驟進(jìn)行提純：

已知H₂O₂、KmnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有強(qiáng)氧化性，要將溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7，
請(qǐng)回答下列問題
（1）本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑X是C．
A．K₂Cr₂O₇ B．NaClO    C．H₂O₂ D．KMnO₄
（2）物質(zhì)Y不可能是B．
A．CuO    B．CuCl₂C．Cu（OH）₂D．CuCO₃
（3）除去Fe³⁺的有關(guān)離子方程式是（物質(zhì)Y在（2）中選擇合適的選項(xiàng)）：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺；．
（4）加入氧化劑的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再除去．
（5）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂•2H₂O？不能．（填“能”或“不能”）．如不能，應(yīng)如何操作？（如能，此空不填）應(yīng)在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結(jié)晶．

Answer 1

分析 由題給數(shù)據(jù)可知Fe³⁺易生成Fe（OH）₃沉淀而除去，加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)用過氧化氫；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，過濾除去沉淀，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到氯化銅晶體．
（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)此來選擇合適的試劑；
（3）氫氧化銅能促進(jìn)三價(jià)鐵離子的水解；
（4）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（5）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)）．

解答 解：由題給數(shù)據(jù)可知Fe³⁺易生成Fe（OH）₃沉淀而除去，加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，為避免引入新雜質(zhì)，應(yīng)用過氧化氫；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，過濾除去沉淀，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到氯化銅晶體，
（1）根據(jù)題意，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為H₂O₂，
故答案為：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，CuCl₂不能調(diào)節(jié)pH，
故答案為：B；
（3）Fe³⁺水解顯酸性，有關(guān)離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入氫氧化銅和溶液中氫離子反應(yīng)：Cu（OH）₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O，使水解平衡向正反應(yīng)方向一定，總反應(yīng)式為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺；
（4）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，F(xiàn)e²⁺沉淀的同時(shí)，Cu²⁺也會(huì)沉淀，無法將兩者分離開，根據(jù)題干提供信息可知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，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再除去；
（5）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CuCl₂•2H₂O的晶體，
故答案為：不能；應(yīng)在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離、提純的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，題目多角度考查學(xué)生的閱讀獲取信息能力、對(duì)工藝流程理解與實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、物質(zhì)分離提純除雜等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力．題目難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．