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(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH見(jiàn)下表:

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開(kāi)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(qǐng)回答下列問(wèn)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                            

　                                                                 。

Answer 1

.【解析】(1)由Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH知,當(dāng)Fe²⁺開(kāi)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(mǎn)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?duì)CuCl₂溶液蒸發(fā)的過(guò)程中,CuCl₂水解產(chǎn)生的HCl從溶液中揮發(fā)出來(lái),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。

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