Question

在氯化铜晶体（CuCl₂?2H₂O）中含有FeCl₂杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其溶于水后加少量盐酸配制成水溶液，然后按如图所示的操作步骤进行提纯．

已知Cu²⁺、Fe²⁺在pH=4～5时不水解，而Fe³⁺几乎完全水解而沉淀．
（1）为什么要加入氧化剂？

 

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（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的是

 

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A．H₂O₂ B．KMnO₄ C．NaClO   D．K₂Cr₂O₇
（3）物质Y是

 

，加入Y的目的

 

，沉淀E是

 

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（4）欲将CuCl₂?2H₂O加热制得无水CuCl₂，要采用什么方法和措施？

 

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Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：根据流程可知，向含有亚铁离子的溶液中加入氧化剂X，将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入Y调节溶液的pH，使铁离子完全转化成氢氧化铁沉淀，加入的Y不能引进新的杂质，所以Y可以为CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去杂质后的溶液为氯化铜溶液，将溶液在HCl的气流中低温加热蒸发，得到氯化铜晶体，
（1）加入氧化剂，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，易除去；
（2）除杂时，不能引入新的杂质，双氧水是绿色氧化剂；
（3）Y试剂是调节pH至4～5，使Fe³⁺全部形成氢氧化铁沉淀，同样不引进新杂质，据此来选择合适的物质；
（4）CuCl₂属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解（HCl易挥发），采取的方法应抑制其水解．

解答： 解：制取流程为，向含有亚铁离子的溶液中加入氧化剂X，将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入Y调节溶液的pH，使铁离子完全转化成氢氧化铁沉淀，加入的Y不能引进新的杂质，所以Y可以为CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；除去杂质后的溶液为氯化铜溶液，将溶液在HCl的气流中低温加热蒸发，得到氯化铜晶体，
（1）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，故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（2）根据框图，加入氧化剂X可把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，而没有增加新杂质，所以X可以为H₂O₂，B会引入K⁺、Mn²⁺，C会引入杂质钠离子，D会引入钾离子、铬离子，
故答案为：A；
（3）结合题示，调节pH4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同样不引进新杂质，所以Y最好为CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，除去Fe³⁺的有关离子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，促使铁离子向生成沉淀的方向移动；
故答案为：CuO或Cu（OH）₂（或CuCO₃）；调节pH为4～5，使Fe³⁺全部形成沉淀除去；Fe（OH）₃；
（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气氛中采用低温减压蒸发结晶的方法，以得到CuCl₂?2H₂O的晶体，
故答案为：在氯化氢气氛下蒸发，以抑制氯化铜水解．

点评：本题考查物质的分离、提纯方法及实验操作方法综合应用，题目难度中等，涉及了物质制备、物质的分离、提纯方法等知识，正确理解制备流程为解答关键，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力．