Question

（12分）工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化亚铁），充分搅拌，使之溶解，反应如下：

CuO + 2HCl＝CuCl₂ + H₂O ，FeO + 2HCl ＝ FeCl₂ + H₂O。

已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；

pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式开始沉淀； pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀。

（1）为除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是                 。

（2）工业上为除去溶液中的_________。溶液的pH变化是      。

（3）若此溶液只含Fe³⁺时，要调整pH在3～4之间，此时最好向溶液中加入          。

（4）已知溶液中c（Cu²⁺）与溶液pH的关系为lg c（Cu²⁺）＝8.6－2pH，若溶液中c（Cu²⁺）为1 mol/L，要保证此溶液中Cu²⁺刚好不发生Cu（OH）₂沉淀，则溶液pH应为___________，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________（填“能”或“否”）。

Answer

（1）先将Fe2+氧化成Fe3+，再调节溶液的pH在3～4之间。

（2）Fe3+，pH增大。

（3）在调整pH的同时应不带入新的杂质离子，因此可选用难溶于水的氧化铜或氢氧化铜等固体。

（4）pH=4.3，此时溶液中的Fe3+能沉淀完全。

【解析】

试题分析：（1）根据题意可知，当Fe2+以Fe（OH）2的形式完全沉淀时，Cu2+已经沉淀完毕，因此欲除去Fe2+，应先将Fe2+氧化成Fe3+，再调节溶液的pH在3～4之间。（2）将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH，使溶液pH增大，当溶液pH在3——4时，Fe3+同样开始沉淀。氧化剂选用NaClO时，NaClO先将Fe2+氧化，然后再和Fe3+发生双水解反应，其反应的离子方程式可表示为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，Fe3++3ClO-+3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO，很显然，随着反应的进行，溶液的pH增大，Fe3+同样开始沉淀。

（3）若此溶液只含Fe3+时，要调整pH在3～4之间，在调整pH的同时，根据除杂原则，要除去Cu2+中含有的Fe3+，应不带入新的杂质离子，可选用难溶于水的氧化铜或氢氧化铜等固体。

（4）当c（Cu2+）为1 mol/L时，代入关系式lg c（Cu2+）＝8.6－2pH，可解得pH=4.3>4，此时溶液中的Fe3+能沉淀完全。

考点：考查工业上制备氯化铜时化学操作方法、除杂试剂的选择和使用的知识。