Question

現(xiàn)有含F(xiàn)eCl₂雜質(zhì)的氯化銅晶體（CuCl₂?2H₂O），為制取純凈的CuCl₂?2H₂O，首先將其制成水溶液，然后按如圖所示步驟進(jìn)行提純：
已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有強(qiáng)氧化性，要將溶液中的Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題[（1）～（2）小題填標(biāo)號(hào)]：
（1）本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑X是

 

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A．K₂Cr₂O₇           B．NaClO          C．H₂O₂ D．KMnO₄
（2）物質(zhì)Y不可以是

 

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A．CuO         B．CuCl₂         C．Cu（OH）₂ D．CuCO₃
（3）若Y為Cu（OH）₂，寫(xiě)出除去Fe³⁺的離子方程式：

 

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（4）加入氧化劑的目的是

 

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（5）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂?2H₂O？

 

（填“能”或“不能”）．如不能，應(yīng)如何操作？（如能，此空不填）

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：加入氧化劑X的目的是把亞鐵離子氧化，根據(jù)除雜原則，不能引入新的雜質(zhì)；加入試劑Y的目的是調(diào)節(jié)pH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到氯化銅晶體．
（1）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易除去，除雜時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)；
（2）物質(zhì)Y的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，據(jù)此來(lái)選擇合適的試劑；
（3）氫氧化銅能促進(jìn)三價(jià)鐵離子的水解；
（4）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（5）CuCl₂屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā)）．

解答： 解：（1）根據(jù)題意，加入氧化劑X可把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，而沒(méi)有增加新雜質(zhì)，所以X為H₂O₂，故答案為：C；
（2）結(jié)合題示，調(diào)節(jié)pH至3.7，使Fe³⁺全部沉淀，所以Y最好為CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃，CuCl₂不能調(diào)節(jié)pH，故答案為：B；
（3）Fe³⁺水解顯酸性，有關(guān)離子方程式Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入氫氧化銅和溶液中氫離子反應(yīng)：Cu（OH）₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O，使水解平衡向正反應(yīng)方向一定，總反應(yīng)式為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+3Cu（OH）₂═2Fe（OH）₃+3Cu²⁺；
（4）Fe²⁺沉淀為氫氧化物時(shí)所需pH與Cu²⁺的沉淀的pH相同，也就是說(shuō)，F(xiàn)e²⁺沉淀的同時(shí)，Cu²⁺也會(huì)沉淀，無(wú)法將兩者分離開(kāi)，根據(jù)題干提供信息可知Fe³⁺沉淀所需的pH較小，所以應(yīng)先將Fe²⁺氧化為Fe³⁺后再將其除去，故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再除去；
（5）CuCl₂屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)其水解（HCl易揮發(fā)），所以應(yīng)在HCl氣氛中采用濃縮后冷卻結(jié)晶的方法，以得到CuCl₂?2H₂O的晶體，
故答案為：不能；應(yīng)在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng)：本題考查閱讀獲取信息能力、對(duì)工藝流程理解與實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、物質(zhì)分離提純除雜等有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作以及在新情境下綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力．題目難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問(wèn)題的能力，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．