Question

12．工業(yè)制備氯化銅時(shí)，將濃鹽酸加熱至80℃左右，慢慢加入粗CuO粉末（含雜質(zhì)Fe₂O₃、FeO），充分?jǐn)嚢�，使之溶解，得一�?qiáng)酸性的混合溶液，現(xiàn)欲從該混合溶液中制備純凈的CuCl₂溶液，采用以下步驟．請回答以下問題：
已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH	1.9	7	4.7
氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH	3.2	9	6.7

（1）將濃鹽酸溶解粗CuO粉末后，溶液中的金屬陽離子含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺，第一步除去該溶液中的Fe²⁺，能否直接調(diào)整溶液pH=9.6，將Fe²⁺沉淀除去？不能，（填“能”或“不能”）理由是因Fe²⁺沉淀的pH最大，F(xiàn)e²⁺沉淀完全時(shí)，Cu²⁺、Fe³⁺也會(huì)沉淀完全
（2）有人用強(qiáng)氧化劑NaClO先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)整溶液的PH將Fe³⁺沉淀除去：你認(rèn)為用NaClO作氧化劑是否妥當(dāng)？否（填“是”或“否”），現(xiàn)有下列幾種常用的氧化劑，可用于除去混合溶液中Fe²⁺的有BD（有幾個(gè)選幾個(gè)，填代號(hào)，下同）．
A．濃HNO₃      B．Cl₂             C．KMnO₄       D．H₂O₂
（3）①加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，可以達(dá)到除去Fe³⁺而不損失CuCl₂的目的，則調(diào)整溶液pH可選用下列物質(zhì)中的AD．
A．CuO           B．NH₃•H₂O       C．NaOH         D．Cu（OH）₂
②加上述物質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的PH為3.2～4.7，原因是鐵離子沉淀完全時(shí)的PH值為3.2，銅離子開始沉淀時(shí)的PH值為4.7，除雜時(shí)要使鐵離子沉淀完全，不能使銅離子產(chǎn)生沉淀
（4）最后能不能直接將溶液蒸發(fā)得到CuCl₂•2H₂O？不能（填“能”或者“不能”）．若不能，應(yīng)該如何操作才能得到CuCl₂•2H₂O應(yīng)在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結(jié)晶（若填“能”，此空不用回答）

Answer 1

分析 粗CuO粉末（含雜質(zhì)Fe₂O₃、FeO），制備純凈的CuCl₂溶液，先用酸溶解，再加入氧化劑把亞鐵離子氧化，再調(diào)節(jié)pH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過濾除去沉淀，對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到氯化銅晶體，
（1）CuO粉末（含雜質(zhì)Fe₂O₃、FeO）與鹽酸反應(yīng)生成 氯化銅和氯化鐵、氯化亞鐵，除去Fe²⁺時(shí)，應(yīng)避免Cu²⁺生成沉淀；
（2）加入氧化劑時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)；
（3）①使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH，所加物質(zhì)能與酸反應(yīng)，注意不能引入新雜質(zhì)；
②在除雜時(shí)，要使鐵離子沉淀完全，不能使銅離子產(chǎn)生沉淀，據(jù)此調(diào)節(jié)溶液的PH值；
（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)．

解答 解：（1）CuO粉末（含雜質(zhì)Fe₂O₃、FeO）與鹽酸反應(yīng)生成 氯化銅和氯化鐵、氯化亞鐵，同時(shí)鹽酸應(yīng)適當(dāng)過量，所以溶液中的金屬陽離子含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺，由題給信息可知，除去Fe²⁺時(shí)，應(yīng)避免Cu²⁺生成沉淀，如直接調(diào)整溶液pH=9.6，則生成氫氧化亞鐵的同時(shí)，氫氧化銅、氫氧化鐵也同時(shí)生成，
故答案為：Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺；不能；因Fe²⁺沉淀的pH最大，F(xiàn)e²⁺沉淀完全時(shí)，Cu²⁺、Fe³⁺也會(huì)沉淀完全；
（2）加入氧化劑時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)，如用NaClO，則可引入NaCl雜質(zhì)，應(yīng)加入氯水或過氧化氫，
故答案為：否；BD；
（3）①使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH，所加物質(zhì)能與酸反應(yīng)，注意不能引入新雜質(zhì)，則可用CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃；
故答案為：AD；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全時(shí)的PH值為3.2，銅離子開始沉淀時(shí)的PH值為4.7，所以在除雜時(shí)，要使鐵離子沉淀完全，不能使銅離子產(chǎn)生沉淀，溶液的PH為3.2～4.7，
故答案為：鐵離子沉淀完全時(shí)的PH值為3.2，銅離子開始沉淀時(shí)的PH值為4.7，除雜時(shí)要使鐵離子沉淀完全，不能使銅離子產(chǎn)生沉淀；
（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) 本題考查較為綜合，涉及物質(zhì)的分離、提純和制備，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及題給信息，難度不大．