Question

制取純凈的氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O）的生產(chǎn)過程如下：
I．將粗氧化銅（含少量Fe）溶解在足量的稀鹽酸中，然后加熱、過濾得到CuCl₂（含少量FeCl₂）溶液，經(jīng)測(cè)定，溶液pH為2．
II．對(duì)I中所得到的溶液按下列步驟進(jìn)行提純．
已知：

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

試回答下列問題：
（1）下列物質(zhì)中，最適合作為氧化劑X的是

C

．（填序號(hào)）
A．KMnO₄ B．K₂Cr₂O₄ C．H₂O₂ D．NaClO
（2）①加入的物質(zhì)Y是

CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃

．②寫出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式：

Fe（OH）₃（s）Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）

．
（3）分離出沉淀Z，并將濾液蒸發(fā)，欲獲得氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O），應(yīng)采取的措施是

在HCl氣流下加熱濃縮，冷卻結(jié)晶

．
（4）①某同學(xué)利用反應(yīng)：Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來制取CuCl₂溶液，該同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置應(yīng)該為

電解池

．（填“原電池”或“電解池”）②請(qǐng)你在下面方框中畫出該同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置圖，并指明電極材料和電解質(zhì)溶液．
（5）已知一些難溶物的濃度積常數(shù)如下表：

物質(zhì)	FeS	MnS	CuS	PbS	HgS	ZnS
Ksp	6.3×10-18	2.5×-13	1.3×10-36	3.4×10-28	6.4×10-53	1.6×10-24

某工業(yè)廢水中含有Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，最適宜向此工業(yè)廢水中加入過量的

②

除去它們．（選填序號(hào)）
①NaOH  ②FeS  ③Na₂S．

Answer 1

分析：（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）調(diào)節(jié)pH至4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進(jìn)新雜質(zhì)；在溶液中存在溶解平衡：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）；
（3）CuCl₂溶液在蒸發(fā)結(jié)晶過程中發(fā)生水解，從水解平衡移動(dòng)的角度分析；
（4）在一般條件下，Cu與酸不反應(yīng)，為使反應(yīng)Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑發(fā)生，應(yīng)設(shè)計(jì)成電解池，銅為陽極；
（5）工業(yè)廢水中含有Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，從沉淀轉(zhuǎn)化的角度分析．

解答：解：（1）根據(jù)框圖，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）①結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH至4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進(jìn)新雜質(zhì)，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，故答案為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；
②沉淀Z為Fe（OH）₃，在溶液中存在溶解平衡：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq），故答案為：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）；
（3）CuCl₂溶液在蒸發(fā)結(jié)晶過程中發(fā)生水解，為抑制其水解，根據(jù)Cu²⁺+2H₂O Cu（OH）₂+2H⁺，加入鹽酸可起到抑制作用，并且在蒸發(fā)過程中要不斷攪拌且不能蒸干．
故答案為：在HCl氣流下加熱濃縮，冷卻結(jié)晶；
（4）①Cu與鹽酸不反應(yīng)，為使反應(yīng)Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑發(fā)生，應(yīng)設(shè)計(jì)成電解池，銅作陽極，故答案為：電解池；
②將反應(yīng)Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑設(shè)計(jì)成電解池，可將銅作陽極，碳棒或鉑為陰極，鹽酸為電解質(zhì)，設(shè)計(jì)電解池為，
故答案為：；
（5）①加入NaOH，易生成Hg（OH）₂，Hg（OH）₂不穩(wěn)定，易分解最終生成有害物質(zhì)Hg，并且加入NaOH成本較大，過量時(shí)引入新的雜質(zhì)，②FeS較HgS、CuS易溶，加入FeS，可易生成HgS、CuS而除去溶液中的Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，③加入Na₂S，過量時(shí)易引入S^2-雜質(zhì)，所以只有②符合．
故答案為：②．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氯化銅晶體的制取實(shí)驗(yàn)流程，題目難度中等，答題時(shí)注意把握題意，仔細(xì)審題，本題易錯(cuò)點(diǎn)為（2），注意鹽類的水解及沉淀的轉(zhuǎn)化等問題．