题目内容

12．工业制备氯化铜时，将浓盐酸加热至80℃左右，慢慢加入粗CuO粉末（含杂质Fe2O3、FeO），充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液，采用以下步骤．请回答以下问题：
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pH1.974.7
氢氧化物沉淀完全时的pH3.296.7
（1）将浓盐酸溶解粗CuO粉末后，溶液中的金属阳离子含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+，第一步除去该溶液中的Fe2+，能否直接调整溶液pH=9.6，将Fe2+沉淀除去？不能，（填“能”或“不能”）理由是因Fe2+沉淀的pH最大，Fe2+沉淀完全时，Cu2+、Fe3+也会沉淀完全
（2）有人用强氧化剂NaClO先将Fe2+氧化为Fe3+，再调整溶液的PH将Fe3+沉淀除去：你认为用NaClO作氧化剂是否妥当？否（填“是”或“否”），现有下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中Fe2+的有BD（有几个选几个，填代号，下同）．
A．浓HNO3      B．Cl2             C．KMnO4       D．H2O2
（3）①加入适当物质调整溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，可以达到除去Fe3+而不损失CuCl2的目的，则调整溶液pH可选用下列物质中的AD．
A．CuO           B．NH3•H2O       C．NaOH         D．Cu（OH）2
②加上述物质调节溶液的PH为3.2～4.7，原因是铁离子沉淀完全时的PH值为3.2，铜离子开始沉淀时的PH值为4.7，除杂时要使铁离子沉淀完全，不能使铜离子产生沉淀
（4）最后能不能直接将溶液蒸发得到CuCl2•2H2O？不能（填“能”或者“不能”）．若不能，应该如何操作才能得到CuCl2•2H2O应在氯化氢气氛中浓缩后冷却结晶（若填“能”，此空不用回答）

分析 粗CuO粉末（含杂质Fe2O3、FeO），制备纯净的CuCl2溶液，先用酸溶解，再加入氧化剂把亚铁离子氧化，再调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀，过滤除去沉淀，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铜晶体，
（1）CuO粉末（含杂质Fe2O3、FeO）与盐酸反应生成 氯化铜和氯化铁、氯化亚铁，除去Fe2+时，应避免Cu2+生成沉淀；
（2）加入氧化剂时，不能引入新的杂质；
（3）①使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，应调节溶液的pH，所加物质能与酸反应，注意不能引入新杂质；
②在除杂时，要使铁离子沉淀完全，不能使铜离子产生沉淀，据此调节溶液的PH值；
（4）CuCl2属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解，HCl易挥发．

解答 解：（1）CuO粉末（含杂质Fe2O3、FeO）与盐酸反应生成 氯化铜和氯化铁、氯化亚铁，同时盐酸应适当过量，所以溶液中的金属阳离子含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+，由题给信息可知，除去Fe2+时，应避免Cu2+生成沉淀，如直接调整溶液pH=9.6，则生成氢氧化亚铁的同时，氢氧化铜、氢氧化铁也同时生成，
故答案为：Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+；不能；因Fe2+沉淀的pH最大，Fe2+沉淀完全时，Cu2+、Fe3+也会沉淀完全；
（2）加入氧化剂时，不能引入新的杂质，如用NaClO，则可引入NaCl杂质，应加入氯水或过氧化氢，
故答案为：否；BD；
（3）①使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，应调节溶液的pH，所加物质能与酸反应，注意不能引入新杂质，则可用CuO 或Cu（OH）2或CuCO3；
故答案为：AD；
②根据表中数据可知，铁离子沉淀完全时的PH值为3.2，铜离子开始沉淀时的PH值为4.7，所以在除杂时，要使铁离子沉淀完全，不能使铜离子产生沉淀，溶液的PH为3.2～4.7，
故答案为：铁离子沉淀完全时的PH值为3.2，铜离子开始沉淀时的PH值为4.7，除杂时要使铁离子沉淀完全，不能使铜离子产生沉淀；
（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气氛中采用浓缩后冷却结晶的方法，以得到CuCl2•2H2O的晶体，
故答案为：不能；应在氯化氢气氛中浓缩后冷却结晶．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯和制备，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及题给信息，难度不大．

练习册系列答案
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