Question

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pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7

请回答下列问题：
（1）加入氧化剂的目的是

 

．
（2）最适合作氧化剂X的是

 

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

 

．
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的？

 

（填“能”或“不能”）．若不能，试解释原因

 

．
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂?2H₂O晶体？

 

（填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？

 

．
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是

 

．

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：

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）加入氧化剂，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，易除去，据此回答；
（2）选择的氧化剂不能引进新的杂质离子是最佳氧化剂；
（3）在调节pH时，加入的物质不能引进新杂质；
（4）根据铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀来回答；
（5）铜离子水解溶液显示酸性，加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜，据此回答；
（6）在酸性环境下加入碳酸钙，可以得到二氧化碳气体，碳酸钙会溶解．

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）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Fe（OH）₃沉淀而与Cu²⁺分离；
（2）K₂Cr₂O₇、NaClO、H₂O₂、KMnO₄都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K₂Cr₂O₇、NaClO、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；
（3）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[Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃也可以]，故答案为：CuO[Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃也可以]；
（4）铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀，若不用物质Y，而是直接用碱能不能达到目的，故答案为：不能，加碱使Fe³⁺沉淀的同时也能使Cu²⁺沉淀；
（5）铜离子水解溶液显示酸性，加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜，为防止水解，应该在HCl气流中蒸干，故答案为：不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；
（6）氯化铁和氯化铜的混合液显示酸性，若向溶液中加入碳酸钙，碳酸钙溶解，产生二氧化碳气泡，溶液的酸性减弱，铁离子会形成沉淀，故答案为：碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀．

点评：本题是一道物质的分离和提纯的实验方案设计题，考查学生分析解决问题以及灵活应用所学知识的能力，题目难度不大．