Question

9．結合表回答下列問題：

物    質	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
溶度積/25℃	8.0×10-16	2.2×10-20	4.0×10-38
完全沉淀時的pH范圍	≥9.6	≥6.4	3～4

現有某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，按如圖步驟進行提純：

（1）最適合作氧化劑X的是C（填字母），加入X的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離．
A．K₂Cr₂O₇         B．NaClO          C．H₂O₂           D．KMnO₄
加入的物質Y是CuO（或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃）（填化學式），調至溶液pH=4，使溶液中的Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀，此時溶液中的c（Fe³⁺）=4.0×10^-8mol/L．過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結晶，可得到CuCl₂•2H₂O晶體．
（2）在空氣中直接加熱CuCl₂•2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，由CuCl₂•2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法是在HCl氣氛中蒸發(fā)結晶．

Answer 1

分析 某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₂，為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，由流程可知，加氧化劑X將亞鐵離子氧化為鐵離子，X為氯氣、氯水、過氧化氫等，但不能引入新雜質，溶液II中加入物質Y為CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等，促進鐵離子的水解生成沉淀，然后過濾得到沉淀為Fe（OH）₃，溶液Ⅲ為CuCl₂溶液，因水解生成的HCl易揮發(fā)，則不能直接加熱，應在HCl氣流中蒸發(fā)結晶得到CuCl₂，以此來解答．

解答 解：（1）H₂O₂作氧化劑的反應產物為水，不會引入新的雜質，所以最適合作氧化劑X的是H₂O₂；根據表中數據可知Fe³⁺比Fe²⁺容易轉化為沉淀，因此要把Fe²⁺轉化為Fe³⁺，所以加入雙氧水的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；為得到純凈的CuCl₂•2H₂O晶體，加入的物質來調節(jié)pH且不能引進新的雜質，促進鐵離子水解轉化為沉淀，則加入物質應能轉化為氯化銅，則可以加入CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
溶液的pH=4，所以溶液中氫離子濃度為10^-4 mol/L，則氫氧根離子濃度為10^-10 mol/L，c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{{0}^{-10}}_{\;}）^{3}}$=4.0×10^-8mol/L；
故答案為：C；將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成沉淀與Cu²⁺分離；CuO（或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃）；4.0×10^-8mol/L；
（2）在空氣中直接加熱CuCl₂•2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，由CuCl₂•2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法是在HCl氣氛中蒸發(fā)結晶，
故答案為：在HCl氣氛中蒸發(fā)結晶．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應用，為高頻考點，把握物質的性質、流程中的反應及混合物分離方法、實驗技能等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．