Question

7．铜是畜禽生产中不可缺少的重要元素，碱式氯化铜是饲料中重要填加剂，工业上制取纯净CuCl₂•2H₂O的生产过程是：
（1）用粗CuO（含少量铁）溶解在足量的稀盐酸里加热、过滤，得到CuCl₂（含FeCl₂）的溶液，经测定，溶液的PH值为3．
（2）对（1）的溶液按下列步骤进行提纯：

已知：①可做氧化剂的物质有（A）KMnO₄（B）K₂Cr₂O₇ （C）H₂O₂ （D）NaClO（E）HNO₃
②Cu²⁺、Fe²⁺在PH值为4～5时不水解，而Fe³⁺却几乎全部水解．
试回答：
（1）加入的氧化剂X是（答编号）：C；选择X的理由是：能氧化Fe²⁺且不引入新的杂质；反应的离子方程式是：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）物质Y是CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃；沉淀Z是Fe（OH）₃．加入Y能形成沉淀Z的原因是：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃与H⁺反应，使溶液的PH值升高，促进了Fe³⁺的水解，当PH值为4～5时，Fe³⁺几乎完全水解生成Fe（OH）₃．
（3）分离出沉淀Z后在溶液 III中加入HCl物质，其目的是防止Cu²⁺水解，然后将溶液加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得较纯CuCl₂•2H₂O晶体．

Answer 1

分析 根据题意（1）的滤液中含有亚铁离子、铜离子、氯离子，加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入Y调节溶液的pH，将铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去，得到的溶液乙为氯化铜溶液，然后在持续通入HCl气体并不断搅拌条件下蒸发溶液乙获得氯化铜晶体，
（1）依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体，需要除去亚铁离子，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，据此判断X；双氧水与亚铁离子发生氧化还原反应生成 铁离子和水；
（2）Y物质应调节溶液的酸性，调节溶液PH时铁离子全部沉淀，铜离子不能沉淀且不能引入新的杂质离子，溶液的pH值增大，Fe³⁺的水解而产生沉淀；
（3）溶液 III中溶质为氯化铜，铜离子在水溶液中能水解，加热后水解程度增大，溶液呈酸性，所以加入酸可以抑制其水解，所以在对氯化铜溶液蒸发结晶时需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体，氯化铜溶液经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得较纯CuCl₂•2H₂O晶体；

解答 解：根据题意（1）的滤液中含有亚铁离子、铜离子、氯离子，加入氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入Y调节溶液的pH，将铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去，得到的溶液乙为氯化铜溶液，然后在持续通入HCl气体并不断搅拌条件下蒸发溶液乙获得氯化铜晶体，
（1）依据流程图可知实验目的是制备氯化铜晶体，需要除去亚铁离子，加入的X为氧化剂，但不能引入新的杂质，所以X可以用H₂O₂，故选C；双氧水与亚铁离子发生氧化还原反应生成 铁离子和水，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：C；能氧化Fe²⁺且不引入新的杂质；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）Y物质应调节溶液的酸性，调节溶液PH时铁离子全部沉淀，铜离子不能沉淀且不能引入新的杂质离子，所以Y为CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃，溶液的pH值增大，促进了Fe³⁺的水解，当PH值为4～5时，Fe³⁺几乎完全水解生成Fe（OH）₃，
故答案为：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃；Fe（OH）₃；CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃与H⁺反应，使溶液的PH值升高，促进了Fe³⁺的水解，当PH值为4～5时，Fe³⁺几乎完全水解生成Fe（OH）₃；
（3）溶液 III中溶质为氯化铜，铜离子在水溶液中能水解，加热后水解程度增大，溶液呈酸性，所以加入酸可以抑制其水解，所以在对氯化铜溶液蒸发结晶时需要在氯化氢气流中蒸发析出晶体，所以可以加入HCl，防止Cu²⁺水解，氯化铜溶液经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得较纯CuCl₂•2H₂O晶体，
故答案为：HCl；防止Cu²⁺水解；冷却结晶；洗涤．

点评 本题考查了物质制备实验方案的设计、物质的分离与提纯方法综合应用，题目难度中等，明确制备流程及反应原理为解答关键，需要注意除杂不能引入新的杂质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．