Question

【題目】氯化銅晶體（CuCl2·2H2O）中含有FeCl2雜質，為制得純凈的氯化銅晶體，首先將其制成水溶液，再按下圖所示的操作步驟進行提純。

請參照下表給出的數據填空。

（1）操作I加入X的目的是___________________________ 。

（2）下列物質都可以作為X，適合本實驗的X物質可以是_________（填字母）。

A KMnO4 B NaClO C H2O2 D Cl2

（3）操作II的Y試劑為____________（填化學式），并調節溶液的pH在______范圍。

（4）實驗室在配制CuCl2溶液時需加入少許_________（填物質名稱），理由是（文字敘述并用有關離子方程式表示）__________________________________________。

（5）若將CuCl2溶液蒸干灼燒，得到的固體是_________________（填化學式）；若要得無水CuCl2，請簡述操作方法______________________________________________。

Answer 1

【答案】加入氧化劑，使Fe2＋氧化為Fe3＋ CD CuO 3.7~4.7 鹽酸 Cu2＋水解：Cu2＋+2H2OCu(OH)2+2H＋，加入鹽酸抑制其水解 CuO HCl氣流中蒸發

【解析】

向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入試劑X得到Cu2+、Cl-、Fe3+，根據離子變化知，溶液中Fe2+轉化為Fe3+，但不能引進雜質，所以X試劑為Cl2或H2O2，向溶液中加入試劑Y調節溶液的pH得到Fe（OH）3沉淀和CuCl2溶液，且不能引進新的雜質，所以Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3，分離難溶性固體和溶液采用過濾方法，從溶液中得到固體，應該采用蒸發濃縮、冷卻結晶的方法，所以操作III是加熱濃縮、冷卻結晶。

（1）操作I加入X的目的是，加入氧化劑Cl2或H2O2，將溶液中Fe2+氧化為Fe3+，便于除去Fe3+，故答案為：加入氧化劑，使Fe2+氧化為Fe3+；

（2）除雜時要除去雜質且不能引進新的雜質，加入氧化劑X的目的是將溶液中Fe2+氧化為Fe3+，且不能引進新的雜質，高錳酸鉀溶液和次氯酸鈉溶液氧化亞鐵離子時都產生了新的雜質，氯氣和雙氧水氧化亞鐵離子都生成鐵離子，且不引進新的雜質，故選CD，故答案為：CD；

(3)加入Y試劑的目的是調節溶液的pH，使溶液中Fe3+離子轉化為Fe（OH）3沉淀而除去，且不能引進新的雜質，則加入的試劑Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3；由表格數據可知Fe3+離子完全沉淀時的pH是3.2，Cu2+離子開始沉淀時的pH是4.7，則調節溶液的pH范圍為3.2≤pH＜4.7，故答案為：CuO；3.7~4.7；

（4）氯化銅溶于水配制CuCl2溶液時，Cu2＋在溶液中水解，水解方程式為Cu2＋+2H2O Cu(OH)2+2H＋，由水解方程式可知加入鹽酸，增大溶液中氫離子濃度，水解平衡向逆反應方向移動，達到抑制Cu2＋水解的目的，故答案為：鹽酸；Cu2＋水解：Cu2＋+2H2OCu(OH)2+2H＋，加入鹽酸抑制其水解；

（5）Cu2＋離子的水解反應為吸熱反應，且生成的氯化氫極易揮發，若將CuCl2溶液蒸干，Cu2＋離子的水解趨于完全，得到的氫氧化銅，灼燒時，氫氧化銅分解得到氧化銅；為擬制Cu2＋離子的水解，得到氯化銅晶體應該在HCl氣流中蒸發CuCl2溶液，故答案為：CuO;HCl氣流中蒸發。