Question

【题目】已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性。将溶液中的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7。现有含FeCl2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，然后按图示步骤进行提纯：

请回答下列问题：

(1)本实验最适合的氧化剂X是________(填序号)。

A．K2Cr2O7　　　　　　　 B．NaClO

C．H2O2 D．KMnO4

(2)物质Y是________。

(3)除去Fe3＋的有关离子方程式是____________________、_______________________。

(4)加氧化剂的目的是____________________________________________。

(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体？________，应如何操作？_____。

Answer 1

【答案】 C CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3] Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等] 将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于生成沉淀而与Cu2＋分离 不能 应在HCl气流中加热蒸发

【解析】(1)加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，但不能带入新的杂质，故最好的氧化剂是H2O2，H2O2被还原后生成H2O，没有带入新的杂质，而K2Cr2O7、NaClO、KMnO4都会带入新的杂质，故答案选C。

(2)溶液Ⅱ中的溶质为FeCl3和CuCl2，两者水解使溶液呈弱酸性，要使Fe3+沉淀而Cu2+不沉淀，根据两种离子沉淀的pH不同，可以向溶液中加入固体CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]调节溶液的酸碱度，使溶液的pH=3.7，此时Fe3+沉淀而Cu2+未沉淀，同时也不会带入新的杂质，故答案为加入CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]。

(3)Fe3+发生水解反应：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入的CuO或Cu(OH)2与水解得到的H+反应，促使水解平衡正向移动，最终Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀，离子方程式为：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O[或Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O等]。

(4)加氧化剂的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，在较低的pH下可以使Fe3+沉淀而与Cu2+ 分离，若不氧化Fe2+ ，Fe2+沉淀时的pH为9.6，这个pH条件下Cu2+也会沉淀，无法分离出Cu2+，故答案为：将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于生成沉淀而与Cu2＋分离。

(5) CuCl2易发生水解：CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl，水解反应为吸热反应，直接加热蒸发结晶，平衡正向移动，且HCl容易挥发，也促使平衡正向移动，最终生成的是Cu(OH)2沉淀而不是CuCl2·2H2O晶体，因此必须抑制Cu2+的水解，持续通入HCl气体可增大生成物的浓度，使平衡逆向移动，从而抑制Cu2+的水解。故答案为：不能、应在HCl气流中加热蒸发。