Question

4．工業(yè)上制備CuCl₂時，是將濃鹽酸用水蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制CuO粉（含雜質FeO），充分攪拌，使之溶解，反應如下：CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O FeO+2HCl═FeCl₂+H₂O
已知：pH≥7.6時，F(xiàn)e²⁺以Fe（OH）₂的形式開始沉淀，pH≥9.6時，F(xiàn)e²⁺沉淀完全；pH≥4.4時，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式開始沉淀，pH≥6.4時，Cu²⁺沉淀完全；pH≥2.7時，F(xiàn)e³⁺以Fe（OH）₃的形式開始沉淀，pH≥3.7時，F(xiàn)e³⁺沉淀完全．
（1）為除去溶液中的Fe²⁺，可采用的方法是向溶液中加入足量過氧化氫或氯水，充分反應后，調節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾．
（2）工業(yè)上為除去溶液中的Fe²⁺，常使用NaClO，當向溶液中加入NaClO后，溶液的pH變化是增大（填“增大”、“減小”、“不變”）
（3）若此溶液中只含F(xiàn)e³⁺時，要調整pH在3.7～4.4之間，此時最好向溶液中加入CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃．
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）與pH的關系為lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L，則此溶液的pH為4.3，此時溶液中的Fe³⁺能否沉淀完全：能（填“能”或“否”）．
（5）標況下，將2.24L氯氣通入2L0.05mol/L的FeBr₂溶液中充分反應，離子方程式為2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂═2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-．

Answer 1

分析 （1）題給信息可知，F(xiàn)e²⁺開始沉淀時，Cu²⁺已經(jīng)沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全時，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，應先加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺沉，再調節(jié)溶液pH，注意不能引入雜質離子；
（2）NaClO為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反應生成HClO而導致溶液pH增大，氧化亞鐵離子時會有氫離子參加，也導致溶液pH增大；
（3）使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，應調節(jié)溶液的pH，所加物質能與酸反應，注意不能引入新雜質；
（4）根據(jù)關系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH計算溶液pH，再結合pH≥3.7時Fe³⁺沉淀完全判斷；
（5）亞鐵離子的還原性大于溴離子，氯氣不足時亞鐵離子優(yōu)先被氧化，剩余的氯氣再氧化溴離子，據(jù)此寫出反應的離子方程式．

解答 解：（1）題給信息可知，F(xiàn)e²⁺開始沉淀時，Cu²⁺已經(jīng)沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全時，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，應先加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺沉，再調節(jié)溶液pH，具體方法為：向溶液中加入足量過氧化氫或氯水，充分反應后，調節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾，
故答案為：向溶液中加入足量過氧化氫或氯水，充分反應后，調節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾；
（2）NaClO為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反應生成HClO而導致溶液pH增大，氧化亞鐵離子時會有氫離子參加，也導致溶液pH增大，
故答案為：增大；
（3）使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，應調節(jié)溶液的pH，所加物質能與酸反應，注意不能引入新雜質，則則可用CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃，
故答案為：CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃；
（4）若溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L，根據(jù)關系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，可知溶液pH=4.3，pH≥3.7時Fe³⁺沉淀完全，故溶液中Fe³⁺沉淀完全，
故答案為：4.3；能；
（5）標況下，2.24L氯氣的物質的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，2L0.05mol/L的FeBr₂溶液中含有溴化亞鐵的物質的量為：0.05mol/L×2L=0.1mol，通入氯氣后，
0.1mol亞鐵離子優(yōu)先反應消耗0.05mol氯氣，剩余的0.05mol氯氣完全反應氧化0.1mol溴離子，即只有一半的溴離子被氧化，該反應的離子方程式為：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂═2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂═2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-．

點評 本題考查實驗方案設計、物質分離提純、離子方程式的書寫等知識，題目難度中等，注意根據(jù)離子開始沉淀與沉淀完全的pH進行分析解答，側重考查學生對數(shù)據(jù)的分析與遷移應用．