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

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：

	Fe3 ＋	Fe2 ＋	Cu2 ＋
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) 加入氧化剂的目的是 __ ______________________ 。

(2) 最适合作氧化剂 X 的是 __________ 。

A ． K2Cr2O7              B ． NaClO

C ． H2O2                 D ． KMnO4

(3) 加入的物质 Y 是 __________ 。

(4) 若不用物质 Y 而是直接用碱能不能达到目的？ ______( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”) 。若能，不用回答；若不能，试解释原因

_________________________________________ _______________________________ 。

(5) 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？ ____________________________________ 。

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

( 7) 若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是 ____________ 。试解释原因 ____________________________________________________ 。

Answer 1

解析： (1) 由 Cu2 ＋、 Fe3 ＋和 Fe2 ＋的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH 知，当 Fe2 ＋开始沉淀时， Cu2 ＋已经沉淀完全；而当 Fe3 ＋沉淀完全时， Cu2 ＋尚未沉淀，所以除去 Cu2 ＋中的 Fe2 ＋时，需将 Fe2 ＋氧化成 Fe3 ＋后除去。

(2) 加入的氧化剂能把 Fe2 ＋氧化成 Fe3 ＋，同时又不能引入新杂质，所以应选用 H2O2 。

(3) 当除去 Cu2 ＋中的 Fe3 ＋时，可以利用 Fe3 ＋的水 Fe3 ＋＋ 3H2O Fe(OH)3 ＋ 3H ＋，所以加入的物质 Y 应具有以下条件：①能与 H ＋反应，水解平衡向正反应方向移动，从而使 Fe3 ＋转化为 Fe(OH)3 沉淀而除去；②不能引入新杂质，满足该条件的物质 Y 可以是 CuO 、 Cu(OH)2 、 CuCO3 或 Cu2(OH)2CO3 。

(4) 若直接加碱使 Fe3 ＋沉淀的同时，也能使 Cu2 ＋沉淀。

(5) 若直接蒸发结晶将得不到 CuCl2·2H2O 晶体，因为在对 CuCl2 溶液蒸发的过程中， CuCl2 水解产生的 HCl 从溶液中挥发出来，导致 CuCl2 水解平衡向正反应方向移动，最终得到 CuO 或 Cu(OH)2 ，而得不到 CuCl2·2H2O 晶体。为了抑制 CuCl2 水解，应在 HCl 气流中加热蒸发结晶。

(6) 在溶液Ⅱ中存在 FeCl3 、 CuCl2 的水解平衡，溶液呈酸性，加入的碳酸钙与水解 产生的 H ＋反应，导致 c(H ＋ ) 减小，水解平衡向正反应方向移动，直至反应完全，所以产生气泡和沉淀，同时碳酸钙溶解。

(7) 在溶液Ⅱ中存在 FeCl3 、 CuCl2 的水解平衡，溶液呈酸性，加入的镁粉与水解产生的 H ＋反应，导致 c(H ＋ ) 减小，水解平衡向正反应方向移动，直至反应完全，所以产生氢气和 Fe(OH)3 、 Cu(OH)2 沉淀。

答案： (1) 将 Fe2 ＋氧化成 Fe3 ＋，便于生成沉淀与 Cu2 ＋分离

(2)C

(3)CuO[Cu(OH)2 、 CuCO3 、 Cu2(OH)2CO3 也可以 ]

(4) 不能　加碱使 Fe3 ＋沉淀的同时也能使 Cu2 ＋沉淀

(5) 不能　应在 HCl 气流中加热蒸发结晶

(6) 碳酸钙溶解，产生气泡和沉淀

(7) 氢气 (H2) 　镁粉与 FeCl3 、 CuCl2 水解产生的 H ＋反应而生成氢气