Question

9．结合表回答下列问题：

物    质	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
溶度积/25℃	8.0×10-16	2.2×10-20	4.0×10-38
完全沉淀时的pH范围	≥9.6	≥6.4	3～4

现有某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，为得到纯净的CuCl₂•2H₂O晶体，按如图步骤进行提纯：

（1）最适合作氧化剂X的是C（填字母），加入X的目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀与Cu²⁺分离．
A．K₂Cr₂O₇         B．NaClO          C．H₂O₂           D．KMnO₄
加入的物质Y是CuO（或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃）（填化学式），调至溶液pH=4，使溶液中的Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，此时溶液中的c（Fe³⁺）=4.0×10^-8mol/L．过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl₂•2H₂O晶体．
（2）在空气中直接加热CuCl₂•2H₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是在HCl气氛中蒸发结晶．

Answer 1

分析 某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，为得到纯净的CuCl₂•2H₂O晶体，由流程可知，加氧化剂X将亚铁离子氧化为铁离子，X为氯气、氯水、过氧化氢等，但不能引入新杂质，溶液II中加入物质Y为CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，促进铁离子的水解生成沉淀，然后过滤得到沉淀为Fe（OH）₃，溶液Ⅲ为CuCl₂溶液，因水解生成的HCl易挥发，则不能直接加热，应在HCl气流中蒸发结晶得到CuCl₂，以此来解答．

解答 解：（1）H₂O₂作氧化剂的反应产物为水，不会引入新的杂质，所以最适合作氧化剂X的是H₂O₂；根据表中数据可知Fe³⁺比Fe²⁺容易转化为沉淀，因此要把Fe²⁺转化为Fe³⁺，所以加入双氧水的目的是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀与Cu²⁺分离；为得到纯净的CuCl₂•2H₂O晶体，加入的物质来调节pH且不能引进新的杂质，促进铁离子水解转化为沉淀，则加入物质应能转化为氯化铜，则可以加入CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
溶液的pH=4，所以溶液中氢离子浓度为10^-4 mol/L，则氢氧根离子浓度为10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{{0}^{-10}}_{\;}）^{3}}$=4.0×10^-8mol/L；
故答案为：C；将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀与Cu²⁺分离；CuO（或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃）；4.0×10^-8mol/L；
（2）在空气中直接加热CuCl₂•2H₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是在HCl气氛中蒸发结晶，
故答案为：在HCl气氛中蒸发结晶．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握物质的性质、流程中的反应及混合物分离方法、实验技能等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．