Question

【题目】（1）现用氯化铜晶体（CuCl2·2H2O，含少量FeCl2杂质）制取纯净的CuCl2·2H2O，先将其制成水溶液，后按如图步骤进行提纯：

已知：相关物质的溶度积常数见下表:

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2
Ksp	2.0×10ˉ20	1.0×10ˉ38	1.64×10ˉ14

请回答下列问题：

①请从下列物质中选出第一步中需加入的X（__________）

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4 d．HNO3

②溶液Ⅱ中含有少量的Fe3＋，如何检验该离子的存在：_____________________________。

③若此时溶液中的c（Cu2＋)=0.02mol/L，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,可加入CuO固体，使溶液中的Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2＋，调节pH的范围是_______。（通常认为残留在溶液中的离子浓度小于或等于1×10ˉ5 mol/L时就认为沉淀完全）。

④由溶液Ⅲ得到CuCl2·2H2O晶体的操作是___________________________________。

（2）镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式进行：Cd+2NiO(OH)+H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2

回答下列问题：

①放电时，金属Cd作_______极；

②充电时的阳极电极反应式为_____________________________________________。

③充电时，当电路中通过0.2moleˉ，阴极质量将_______（填“增加”、“减少”）___g。

Answer 1

【答案】b 取少量溶液Ⅱ，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变成血红色，则证明有Fe3＋。 3≤pH＜5（不可以等于5） 在HCl气流中蒸发浓缩，冷却结晶 负 Ni(OH)2－e－+ OH－= NiO(OH)+ H2O 减少 3.4

【解析】

（1）①从整个流程分析，加入X是为了将Fe2+氧化成Fe3+，所给四种物质均能实现这一目的，但是NaClO将在溶液中引入Na+杂质，KMnO4将在溶液中引入K+和Mn2+等杂质，HNO3将在溶液中引入NO3-，而且产生的氮的氧化物会引起环境污染，所以选用“绿色”氧化剂H2O2，其还原产物为水。②检验Fe3+，先是取样，然后加KSCN溶液，进行检验。所以答案为：“取少量溶液Ⅱ，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变成血红色，则证明有Fe3＋”。③调节pH的目的是使溶液中的Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2＋。Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，残留在溶液中的Fe3+浓度小于或等于1×10ˉ5mol/L ，以代入Ksp计算得c(OH-)大于或等于10-11，即3≤pH；根据Cu(OH)2的Ksp，将c（Cu2＋)=0.02mol/L代入求得c(OH-)=10-9，所以要控制pH<5；所以控制pH的范围是3≤pH＜5；所以答案为：3≤pH＜5；④因CuCl2 加热时水解平衡CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl会右移，因此在蒸发时要通入HCl气流。所以正确的答案为：在HCl气流中蒸发浓缩，冷却结晶；（2）①放电时，所给式子从左往右看，此时Cd的化合价升高，所以Cd作负极；②充电时，所给式子从右往左看，阳极发生的氧化反应，其对应的电极反应式为：Ni(OH)2－e-+OH-= NiO(OH)+ H2O；所以正确答案是：Ni(OH)2－e－+OH－= NiO(OH)+ H2O；③充电时阴极发生反应：Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，阴极质量要减小，减少的质量即是生成的OH-的质量。此时得电子的物质的量与OH-的物质的量相等，所以生成的OH-的物质的量也是0.2mol，其质量为3.4g。