Question

19．鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣．現(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)的氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂0），為制取純凈的CuCl₂•2H₂0，首先將其制成水溶液，然后按如圖步驟進行提純：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH，見表：

	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氫氧化物開始沉淀時的PH	1.9	7.0	4.7
氫氧化物完全沉淀時的PH	3.2	9.0	6.7

請回答下列問題．
（1）最適合作氧化劑X的是C．
A．K₂Cr₂0₇    B．NaCl0         C．H₂0₂            D．KMn0₄
（2）加入的物質(zhì)Y是AC．
A．CuO       B．NaOH　　　　　C．Cu₂（OH）₂CO₃　　D．NH₃
（3）由溶液Ⅲ獲得CuCl₂•2H₂O，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾操作．
（4）測定溶液Ⅰ中Fe²⁺的濃度，可用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，取用KMnO₄溶液應(yīng)使用酸式（“酸式”或“堿式”）滴定管．反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 氯化亞鐵和氯化銅的混合液中，加入氧化劑可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)pH可以將鐵離子沉淀，得到氯化銅的水溶液，然后再酸性環(huán)境下蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌、干燥即可得到氯化銅晶體．
（1）加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，易除去，選擇的氧化劑不能引進新的雜質(zhì)離子是最佳氧化劑；
（2）中和溶液的酸性，調(diào)節(jié)pH，將鐵離子沉淀，銅離子不沉淀，可以加入CuO或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃；
（3）從溶液中獲得晶體要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾三步操作；
（4）KMnO₄溶液具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管的膠管；Fe²⁺與MnO₄^-反應(yīng)，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒解答．

解答 解：（1）根據(jù)實驗?zāi)康�，加入氧化劑的目的是將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于生成Fe（OH）₃沉淀而與Cu²⁺分離，K₂Cr₂O₇、NaClO、H₂O₂、KMnO₄都具有氧化性，能將亞鐵離子氧化，但是K₂Cr₂O₇、NaClO、KMnO₄能引進新的雜質(zhì)離子，雙氧水是綠色氧化劑，得到的還原產(chǎn)物是水，不會引進雜質(zhì)離子，
故答案為：C；
（2）加入的物質(zhì)Y可調(diào)節(jié)，使Fe³⁺全部沉淀，同時不引進新雜質(zhì)，鐵離子在水中存在水解平衡：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，用Cu（OH）₂、CuCO₃、CuO、Cu₂（OH）₂CO₃等，
中和溶液的酸性，能促進水解平衡向正反應(yīng)方向移動，調(diào)節(jié)pH，可以將鐵離子沉淀（Fe³⁺氫氧化物完全沉淀時的PH：3.2），同時引入銅離子，無新的金屬離子引入，且銅離子不沉淀（Cu²⁺氫氧化物開始沉淀時的PH：4.7），氫氧化鈉和氨氣都能使銅離子沉淀，無法分離Fe³⁺、Cu²⁺，
故答案為：AC；
（3）結(jié)晶水合物，為防止結(jié)晶水散失，從溶液中獲得晶體通常采用降溫結(jié)晶，所以從溶液中獲得氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂0）要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾三步操作，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（4）KMnO₄溶液具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管的膠管，所以選擇酸式滴定管，測定溶液Ⅰ中Fe²⁺的濃度，用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，F(xiàn)e²⁺與MnO₄^-反應(yīng)，Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，F(xiàn)e元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知，離子反應(yīng)為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：酸式；MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．

點評 本題是一道物質(zhì)的分離和提純的實驗方案設(shè)計題，題目考查的知識點較多，涉及氧化還原反應(yīng)原理的應(yīng)用、調(diào)節(jié)pH除雜質(zhì)、鹽的水解原理的應(yīng)用等，考查學(xué)生分析解決問題以及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力，題目難度中等．