Question

鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。現(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(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，然后按如圖步驟進(jìn)行提純：

已知Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見下表：

	Fe3＋	Fe2＋	Cu2＋
氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH	3.2	9.0	6.7

請回答下列問題：

(1)加入氧化劑的目的是________________________。

(2)最適合作氧化劑X的是__________。

A．K2Cr2O7              B．NaClO

C．H2O2                 D．KMnO4

(3)加入的物質(zhì)Y是__________。

(4)若不用物質(zhì)Y而是直接用堿能不能達(dá)到目的？______(填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，試解釋原因

________________________________________________________________________。

(5)最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2·2H2O晶體？________(填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答該如何操作？____________________________________。

(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸鈣，產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________________。

(7)若向溶液Ⅱ中加入鎂粉，產(chǎn)生的氣體是____________。試解釋原因____________________________________________________。

Answer 1

解析：(1)由Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH知，當(dāng)Fe2＋開始沉淀時(shí)，Cu2＋已經(jīng)沉淀完全；而當(dāng)Fe3＋沉淀完全時(shí)，Cu2＋尚未沉淀，所以除去Cu2＋中的Fe2＋時(shí)，需將Fe2＋氧化成Fe3＋后除去。

(2)加入的氧化劑能把Fe2＋氧化成Fe3＋，同時(shí)又不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選用H2O2。

(3)當(dāng)除去Cu2＋中的Fe3＋時(shí)，可以利用Fe3＋的水解：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，所以加入的物質(zhì)Y應(yīng)具有以下條件：①能與H＋反應(yīng)，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，從而使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去；②不能引入新雜質(zhì)，滿足該條件的物質(zhì)Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3。

(4)若直接加堿使Fe3＋沉淀的同時(shí)，也能使Cu2＋沉淀。

(5)若直接蒸發(fā)結(jié)晶將得不到CuCl2·2H2O晶體，因?yàn)樵趯�CuCl2溶液蒸發(fā)的過程中，CuCl2水解產(chǎn)生的HCl從溶液中揮發(fā)出來，導(dǎo)致CuCl2水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，最終得到CuO或Cu(OH)2，而得不到CuCl2·2H2O晶體。為了抑制CuCl2水解，應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)結(jié)晶。

(6)在溶液Ⅱ中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡，溶液呈酸性，加入的碳酸鈣與水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，導(dǎo)致c(H＋)減小，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，直至反應(yīng)完全，所以產(chǎn)生氣泡和沉淀，同時(shí)碳酸鈣溶解。

(7)在溶液Ⅱ中存在FeCl3、CuCl2的水解平衡，溶液呈酸性，加入的鎂粉與水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，導(dǎo)致c(H＋)減小，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，直至反應(yīng)完全，所以產(chǎn)生氫氣和Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀。

答案：(1)將Fe2＋氧化成Fe3＋，便于生成沉淀與Cu2＋分離

(2)C

(3)CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以]

(4)不能　加堿使Fe3＋沉淀的同時(shí)也能使Cu2＋沉淀

(5)不能　應(yīng)在HCl氣流中加熱蒸發(fā)結(jié)晶

(6)碳酸鈣溶解，產(chǎn)生氣泡和沉淀

(7)氫氣(H2)　鎂粉與FeCl3、CuCl2水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)而生成氫氣