题目内容

15．铁、铜单质及其化合物应用范围很广．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Cu2+、Fe3+和 Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH，见表：
Fe3+Fe2+Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的 pH1.97.04.7
氢氧化物完全沉淀时的 pH3.09.06.7
请回答下列问题：
（1）常温下，计算 Fe（OH）3的溶度积Ksp=10-38（mol•L-1）4（通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L 时则沉淀完全．）
（2）加入氧化剂的目的将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成沉淀与Cu2+分离．
（3）最适合作氧化剂X的是C．
A．K2Cr2O7        B．NaClO          C．H2O2 D．KMnO4
（4）加入的物质 Y 是CuO（或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3）．
（5）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀．

分析 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）当c（Fe3+）=10-5mol/L时，认为沉淀完全，此时pH=4，即c（OH-）=1×10-10，根据Ksp=c（Fe3+）•c3（OH-）计算；
（2）加入氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，易除去，据此回答；
（3）选择的氧化剂不能引进新的杂质离子是最佳氧化剂；
（4）在调节pH时，加入的物质不能引进新杂质；
（5）饱和氯化铁溶液中铁离子水解呈酸性，加入碳酸钙粉末，碳酸钙与酸反应生成二氧化碳气体，同是促进铁离子的水解而产生氢氧化铁沉淀．

解答 解：根据流程图，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）当c（Fe3+）=10-5mol/L时，认为沉淀完全，此时pH=3，即c（OH-）=1×10-11，Ksp=c（Fe3+）•c3（OH-）=10-5×（1×10-11）3=1×10-38（mol•L-1）4，
故答案为：10-38（mol•L-1）4；
（2）根据实验目的，加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成沉淀与Cu2+分离；
（3）K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K2Cr2O7、HNO3、KMnO4能引进新的杂质离子，双氧水是绿色氧化剂，得到的还原产物是水，不会引进杂质离子，
故答案为：C；
（4）中和溶液的酸性，调节pH，将铁离子沉淀，铜离子不沉淀，可以加入CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3），
故答案为：CuO（或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3）；
（5）饱和氯化铁溶液中铁离子水解呈酸性，加入碳酸钙粉末，碳酸钙与酸反应生成二氧化碳气体，同是促进铁离子的水解而产生氢氧化铁沉淀，所以出现的现象为碳酸钙逐渐溶解，产生气泡和红褐色沉淀；
故答案为：碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀．

点评 本题考查除去氯化铜中氯化亚铁并得到氯化铜晶体的方法，难度不大，注意除杂不能引入新的杂质，学生应注意分析解决问题以及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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（3）填写表中空格
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