Question

氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）中含有FeCl₂杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，再按下图所示的操作步骤进行提纯。

请参照下表给出的数据填空。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Cu2＋	4.7	6.7
Fe2＋	7.0	9.0
Fe3＋	1.9	3.2

⑴操作I加入X的目的是___________________________ 。
⑵下列物质都可以作为X，适合本实验的X物质可以是（填选项）_________ 。
A、KMnO₄       B、H₂O₂       C、NaClO         D、Cl₂
⑶操作II的Y试剂为_______________（填化学式），并调节溶液的pH在______范围。
⑷实验室在配制CuCl₂溶液时需加入少许盐酸的理由是（文字叙述并用有关离子方程式表示）__________________________________________________________。
⑸若将CuCl₂溶液蒸干灼烧，得到的固体是_________________（填化学式）；若要得无水CuCl₂，请简述操作方法______________________________________________。

Answer 1

（共14分）⑴加入氧化剂，使Fe^2＋氧化为Fe^3＋（2分）  ⑵B、D（2分）
⑶CuO（2分）；3.2≤pH＜4.7（2分）
⑷Cu^2＋水解：Cu^2＋+2H₂OCu(OH)₂+2H^＋ ，（2分）加入盐酸抑制其水解（1分）。
⑸CuO（2分），HCl气流中蒸发（1分）。

解析试题分析：由于Fe²⁺沉淀为Fe(OH)₂的pH值与Cu²⁺沉淀为Cu(OH)₂的pH较大，而与Fe³⁺沉淀为Fe(OH)₃的pH相差较大，所以可以通过先将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，再调节溶液的pH使铁以Fe(OH)₃沉淀形式而被除去。为了使加入的氧化剂不带入新的杂质，显然用H₂O₂最好。出于同样的考虑，加入y调节溶液pH值时，应选用能与H⁺反应，而溶解度较小的物质如CuO为好，CuO稍多不会带入新杂质也不会使pH值升高太多而使Cu²⁺沉淀。
（1）根据操作I后离子的变化可知，操作目的是加入氧化剂，将亚铁离子氧化生成铁离子的。
（2）由于在实验中不能再引入新的杂质，所以选项AC不正确；双氧水的还原产物是水、氯气的还原产物是氯离子，不会引入杂质，答案选BD。
（3）Y试剂的目的是沉淀铁离子，所以加入的试剂应该是氧化铜。铁离子完全沉淀时的pH是3.2，铜离子开始沉淀时的pH是4.7，所以调节溶液的pH应该在3.2≤pH＜4.7。
（4）氯化铜溶于水Cu^2＋水解：Cu^2＋+2H₂OCu(OH)₂+2H^＋ ，所以加入盐酸的目的是抑制其水解。
（5）铜离子水解吸热，且生成的氯化氢极易挥发，所以若将CuCl₂溶液蒸干得到的固体是氢氧化铜，灼烧得到的是氧化铜。所以要得到氯化铜晶体应该在HCl气流中蒸发。
考点：考查氯化铜晶体制备实验原理的有关判断以及水解原理应用的有关判断
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生基础知识的巩固与训练，有利于培养学生规范、严谨的实验设计能力，提升学生的学科素养。该类试题需要注意的是该题需要明确的这种类型的试题主要是以实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。