Question

【題目】已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強氧化性。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、9.6、3.7。現有含FeCl2雜質的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)，為制取純凈的CuCl2·2H2O，首先將其制成水溶液，然后按圖示步驟進行提純：

請回答下列問題：

(1)本實驗最適合的氧化劑X是________(填序號)。

A．K2Cr2O7　　　　　　　 B．NaClO

C．H2O2 D．KMnO4

(2)物質Y是________。

(3)除去Fe3＋的有關離子方程式是____________________、_______________________。

(4)加氧化劑的目的是____________________________________________。

(5)最后能不能直接蒸發結晶得到CuCl2·2H2O晶體？________，應如何操作？_____。

Answer 1

【答案】 C CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等] 將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于生成沉淀而與Cu2＋分離 不能 應在HCl氣流中加熱蒸發

【解析】(1)加入氧化劑的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，但不能帶入新的雜質，故最好的氧化劑是H2O2，H2O2被還原后生成H2O，沒有帶入新的雜質，而K2Cr2O7、NaClO、KMnO4都會帶入新的雜質，故答案選C。

(2)溶液Ⅱ中的溶質為FeCl3和CuCl2，兩者水解使溶液呈弱酸性，要使Fe3+沉淀而Cu2+不沉淀，根據兩種離子沉淀的pH不同，可以向溶液中加入固體CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]調節溶液的酸堿度，使溶液的pH=3.7，此時Fe3+沉淀而Cu2+未沉淀，同時也不會帶入新的雜質，故答案為加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]。

(3)Fe3+發生水解反應：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入的CuO或Cu(OH)2與水解得到的H+反應，促使水解平衡正向移動，最終Fe3+全部轉化為Fe(OH)3沉淀，離子方程式為：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等]。

(4)加氧化劑的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，在較低的pH下可以使Fe3+沉淀而與Cu2+ 分離，若不氧化Fe2+ ，Fe2+沉淀時的pH為9.6，這個pH條件下Cu2+也會沉淀，無法分離出Cu2+，故答案為：將Fe2＋氧化為Fe3＋，便于生成沉淀而與Cu2＋分離。

(5) CuCl2易發生水解：CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl，水解反應為吸熱反應，直接加熱蒸發結晶，平衡正向移動，且HCl容易揮發，也促使平衡正向移動，最終生成的是Cu(OH)2沉淀而不是CuCl2·2H2O晶體，因此必須抑制Cu2+的水解，持續通入HCl氣體可增大生成物的濃度，使平衡逆向移動，從而抑制Cu2+的水解。故答案為：不能、應在HCl氣流中加熱蒸發。