Question

制取純凈的氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O）的生產過程如下：
I．將粗氧化銅（含少量Fe）溶解在足量的稀鹽酸中，然后加熱、過濾得到CuCl₂（含少量FeCl₂）溶液，經測定，溶液pH為2．
II．對I中所得到的溶液按下列步驟進行提純．
已知：

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+	1.9	3.2
Cu2+	4.7	6.7

試回答下列問題：
（1）下列物質中，最適合作為氧化劑X的是

C

．（填序號）
A．KMnO₄ B．K₂Cr₂O₄ C．H₂O₂ D．NaClO
（2）①加入的物質Y是

CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃

．②寫出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式：

Fe（OH）₃（s）Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）

．
（3）分離出沉淀Z，并將濾液蒸發，欲獲得氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O），應采取的措施是

在HCl氣流下加熱濃縮，冷卻結晶

．
（4）①某同學利用反應：Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑設計實驗來制取CuCl₂溶液，該同學設計的裝置應該為

電解池

．（填“原電池”或“電解池”）②請你在下面方框中畫出該同學設計的裝置圖，并指明電極材料和電解質溶液．
（5）已知一些難溶物的濃度積常數如下表：

物質	FeS	MnS	CuS	PbS	HgS	ZnS
Ksp	6.3×10-18	2.5×-13	1.3×10-36	3.4×10-28	6.4×10-53	1.6×10-24

某工業廢水中含有Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，最適宜向此工業廢水中加入過量的

②

除去它們．（選填序號）
①NaOH  ②FeS  ③Na₂S．

Answer 1

分析：（1）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易除去，除雜時，不能引入新的雜質；
（2）調節pH至4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進新雜質；在溶液中存在溶解平衡：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）；
（3）CuCl₂溶液在蒸發結晶過程中發生水解，從水解平衡移動的角度分析；
（4）在一般條件下，Cu與酸不反應，為使反應Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑發生，應設計成電解池，銅為陽極；
（5）工業廢水中含有Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，從沉淀轉化的角度分析．

解答：解：（1）根據框圖，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒有增加新雜質，所以X為H₂O₂，故答案為：C；
（2）①結合題示，調節pH至4～5，使Fe³⁺全部沉淀，同樣不引進新雜質，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，故答案為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃；
②沉淀Z為Fe（OH）₃，在溶液中存在溶解平衡：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq），故答案為：Fe（OH）₃（s）  Fe²⁺（aq）+3OH^-（aq）；
（3）CuCl₂溶液在蒸發結晶過程中發生水解，為抑制其水解，根據Cu²⁺+2H₂O Cu（OH）₂+2H⁺，加入鹽酸可起到抑制作用，并且在蒸發過程中要不斷攪拌且不能蒸干．
故答案為：在HCl氣流下加熱濃縮，冷卻結晶；
（4）①Cu與鹽酸不反應，為使反應Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑發生，應設計成電解池，銅作陽極，故答案為：電解池；
②將反應Cu+2H⁺═Cu²⁺+H₂↑設計成電解池，可將銅作陽極，碳棒或鉑為陰極，鹽酸為電解質，設計電解池為，
故答案為：；
（5）①加入NaOH，易生成Hg（OH）₂，Hg（OH）₂不穩定，易分解最終生成有害物質Hg，并且加入NaOH成本較大，過量時引入新的雜質，②FeS較HgS、CuS易溶，加入FeS，可易生成HgS、CuS而除去溶液中的Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，③加入Na₂S，過量時易引入S^2-雜質，所以只有②符合．
故答案為：②．

點評：本題考查氯化銅晶體的制取實驗流程，題目難度中等，答題時注意把握題意，仔細審題，本題易錯點為（2），注意鹽類的水解及沉淀的轉化等問題．