Question

【題目】在無機(jī)化合物的提純中，常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些雜質(zhì)離子。現(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)，為制取純凈的CuCl2·2H2O，首先將其制成水溶液，然后按如圖步驟進(jìn)行提純：

已知某溫度下：Cu2+、Fe3+和Fe2+的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH，見下表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的pH	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀時的pH	3.2	9.0	6.7

請回答下列問題：

（1）加入氧化劑X的目的是_______________________。

（2）最適合作氧化劑X的是___________（填編號，否則不給分）；寫出氧化劑X參與的離子反應(yīng)方程式_________。

A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4

（3）為了除去Fe3+，需加入物質(zhì)Y_________（填化學(xué)式）調(diào)節(jié)溶液的pH值為___________。

（4）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2·2H2O晶體？________(填“能”或“不能”)；若能，不用回答；若不能，回答該如何操作？____________________。

（5）常溫下已知Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-35，向500mL 0.2mol/L的FeCl3溶液中加入NaOH固體(溶液體積變化忽略不計)后pH=3.0，則需要加入氫氧化鈉固體的質(zhì)量為________g。

Answer 1

【答案】將Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而與Cu2+分離 C H2O2+ 2Fe2++ 2H+= 2Fe3++ 2H2O CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3中的一種 不能 3.2-4.7 濾液中加鹽酸或在HCl氣流中，加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾 11.4

【解析】

氯化亞鐵和氯化銅的混合液中，加入氧化劑可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH可以將鐵離子沉淀，得到氯化銅的水溶液，然后再酸性環(huán)境下蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥即可得到氯化銅晶體。

（1）根據(jù)框圖，Fe2+沉淀為氫氧化物時所需pH與Cu2+的沉淀的pH相同，也就是說，Fe2+沉淀的同時，Cu2+也會沉淀，無法將兩者分離開，根據(jù)題干提供信息可知Fe3+沉淀所需的pH較小，所以應(yīng)先將Fe2+氧化為Fe3+后再將其除去，加入氧化劑X可把Fe2+氧化為Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而與Cu2+分離；

（2）由于沒有增加新雜質(zhì)，所以X為H2O2，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+ 2Fe2++ 2H+= 2Fe3++ 2H2O；

（3）由于不能引入新的雜質(zhì)，則為了除去Fe3+，需加入物質(zhì)Y為CuO或Cu(OH)2或CuCO3會Cu2(OH)2CO3等；結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH=3.2～4.7，使Fe3+全部沉淀；

（4）CuCl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā)），所以應(yīng)在HCl或SOCl2等混合液氣氛中采用加熱蒸發(fā)結(jié)晶的方法，以得到CuCl22H2O的晶體；

（5）設(shè)需要加入氫氧化鈉的物質(zhì)的量是x mol，則消耗氯化鐵是，所以剩余氯化鐵的物質(zhì)的量是0.1mol-，則有，解得x=0.285，則氫氧化鈉的質(zhì)量是0.285mol×40g/mol=11.4g。