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Cu^2＋、 Fe^3＋和 Fe^2＋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	3.0	9.0	6.7

请回答下列问题：

（1）常温下，计算Fe(OH)₃的溶度积Ksp=________(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol/L 时则沉淀完全。)

（2）加入氧化剂的目的______________________。

（3）最适合作氧化剂X的是__________。

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

（4）加入的物质 Y 是____________。

（5）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是____________________。

Answer

（1）10-35(mol·L-1)4

（2）将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于生成沉淀与Cu2＋分离 （3）C

（4）CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以]

（5）碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀。

【解析】

试题分析：（1）当c(Fe3+)=10-5mol/L时，认为沉淀完全，此时pH=3，即c(OH-)=1×10-11，Ksp=c(Fe3+)•c3(OH-)=10-5×(1×10-11)3=1×10-38；

（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；

（3）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；

（4）结合题示，调节pH4～4.7，使Fe3+全部沉淀，同样不引进新杂质，所以Y最好为CuO或Cu(OH)2或CuCO3；

（5）饱和氯化铁溶液中铁离子水解呈酸性，加入碳酸钙粉末，碳酸钙与酸反应生成二氧化碳气体，同是促进铁离子的水解而产生氢氧化铁沉淀，所以出现的现象为碳酸钙逐渐溶解，产生气泡和红褐色沉淀。

【考点定位】考查除去氯化铜中氯化亚铁并得到氯化铜晶体的方法。

【名师点睛】熟练掌握混合物的分离提纯原理及除杂不能引入新的杂质的原则是解题关键，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，据此解题。