Question

【题目】在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知某温度下：Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7

请回答下列问题：

（1）加入氧化剂X的目的是_______________________。

（2）最适合作氧化剂X的是___________（填编号，否则不给分）；写出氧化剂X参与的离子反应方程式_________。

A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4

（3）为了除去Fe3+，需加入物质Y_________（填化学式）调节溶液的pH值为___________。

（4）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体？________(填“能”或“不能”)；若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？____________________。

（5）常温下已知Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-35，向500mL 0.2mol/L的FeCl3溶液中加入NaOH固体(溶液体积变化忽略不计)后pH=3.0，则需要加入氢氧化钠固体的质量为________g。

Answer 1

【答案】将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离 C H2O2+ 2Fe2++ 2H+= 2Fe3++ 2H2O CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3中的一种 不能 3.2-4.7 滤液中加盐酸或在HCl气流中，加热浓缩，冷却结晶，过滤 11.4

【解析】

氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体。

（1）根据框图，Fe2+沉淀为氢氧化物时所需pH与Cu2+的沉淀的pH相同，也就是说，Fe2+沉淀的同时，Cu2+也会沉淀，无法将两者分离开，根据题干提供信息可知Fe3+沉淀所需的pH较小，所以应先将Fe2+氧化为Fe3+后再将其除去，加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；

（2）由于没有增加新杂质，所以X为H2O2，反应的离子方程式为H2O2+ 2Fe2++ 2H+= 2Fe3++ 2H2O；

（3）由于不能引入新的杂质，则为了除去Fe3+，需加入物质Y为CuO或Cu(OH)2或CuCO3会Cu2(OH)2CO3等；结合题示，调节pH=3.2～4.7，使Fe3+全部沉淀；

（4）CuCl2属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解（HCl易挥发），所以应在HCl或SOCl2等混合液气氛中采用加热蒸发结晶的方法，以得到CuCl22H2O的晶体；

（5）设需要加入氢氧化钠的物质的量是x mol，则消耗氯化铁是，所以剩余氯化铁的物质的量是0.1mol-，则有，解得x=0.285，则氢氧化钠的质量是0.285mol×40g/mol=11.4g。