Question

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7

请回答下列问题：

（1）得到溶液II，需加入氧化剂X, 最适合作氧化剂X的是         （填编号，否则不给分）。

A．K₂Cr₂O₇     B．NaClO     C．H₂O₂    D．KMnO₄

（2）加入氧化剂X的目的是               。

（3）为了除去Fe³⁺，需加入物质Y调节溶液的PH值为                

（4）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?            (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?                    。

（5）已知Fe(OH)₃的Ksp=1×10^-35mol⁴/L⁴ ；若Fe³⁺沉淀完全时，在溶液中Fe³⁺的浓度为1×10^-5mol/L，则此时溶液的pH最小为                .

Answer

（1）C；（2）将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；

（3）3.2-4.7之间；（4）不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；（5）4；

【解析】

试题分析：氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体。

（1）根据框图，加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+，而没有增加新杂质，所以X为H2O2，故答案为：C；

（2）Fe2+沉淀为氢氧化物时所需pH与Cu2+的沉淀的pH相同，也就是说，Fe2+沉淀的同时，Cu2+也会沉淀，无法将两者分离开，根据题干提供信息可知Fe3+沉淀所需的pH较小，所以应先将Fe2+氧化为Fe3+后再将其除去，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离；

（3）结合题示，调节pH3.2～4.7，使Fe3+全部沉淀，故答案为：3.2-4.7之间；

（4）CuCl2属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进其水解（HCl易挥发），所以应在HCl或SOCl2等混合液气氛中采用加热蒸发结晶的方法，以得到CuCl2•2H2O的晶体，故答案为：不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；

（5）Fe（OH）3的Ksp=1×10-35mol/L，当铁离子沉淀完全时，c（OH-）==1×10-10mol/L，则c（H+）=1×10-4mol/L，pH=4，故答案为：4

【考点定位】考查物质分离和提纯

【名师点晴】本题综合考查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目考查的知识点较多，涉及氧化还原反应原理的应用、调节pH除杂质、盐的水解原理的应用等，有利于培养学生分析解决问题以及灵活应用所学知识的能力。