Question

氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）中含有FeCl₂杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，再按下图所示的操作步骤进行提纯。

请参照下表给出的数据填空。

（1）操作I加入X的目的是___________________________ 。

（2）下列物质都可以作为X，适合本实验的X物质可以是_________（填字母）。

A KMnO₄ B NaClO             C  H₂O₂ D  Cl₂

（3）操作II的Y试剂为____________（填化学式），并调节溶液的pH在______范围。

（4）实验室在配制CuCl₂溶液时需加入少许_________（填物质名称），理由是（文字叙述并用有关离子方程式表示）__________________________________________。

（5）若将CuCl₂溶液蒸干灼烧，得到的固体是_________________（填化学式）；若要得无水CuCl₂，请简述操作方法______________________________________________。

Answer

加入氧化剂，使Fe2＋氧化为Fe3＋ CD CuO 3.7~4.7 盐酸 Cu2＋水【解析】
Cu2＋+2H2OCu(OH)2+2H＋，加入盐酸抑制其水解 CuO HCl气流中蒸发

【解析】

向含有Cu2+、Cl-、Fe2+溶液中加入试剂X得到Cu2+、Cl-、Fe3+，根据离子变化知，溶液中Fe2+转化为Fe3+，但不能引进杂质，所以X试剂为Cl2或H2O2，向溶液中加入试剂Y调节溶液的pH得到Fe（OH）3沉淀和CuCl2溶液，且不能引进新的杂质，所以Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，从溶液中得到固体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，所以操作III是加热浓缩、冷却结晶。

（1）操作I加入X的目的是，加入氧化剂Cl2或H2O2，将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，便于除去Fe3+，故答案为：加入氧化剂，使Fe2+氧化为Fe3+；

（2）除杂时要除去杂质且不能引进新的杂质，加入氧化剂X的目的是将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，且不能引进新的杂质，高锰酸钾溶液和次氯酸钠溶液氧化亚铁离子时都产生了新的杂质，氯气和双氧水氧化亚铁离子都生成铁离子，且不引进新的杂质，故选CD，故答案为：CD；

(3)加入Y试剂的目的是调节溶液的pH，使溶液中Fe3+离子转化为Fe（OH）3沉淀而除去，且不能引进新的杂质，则加入的试剂Y可能是CuO或Cu（OH）2或CuCO3；由表格数据可知Fe3+离子完全沉淀时的pH是3.2，Cu2+离子开始沉淀时的pH是4.7，则调节溶液的pH范围为3.2≤pH＜4.7，故答案为：CuO；3.7~4.7；

（4）氯化铜溶于水配制CuCl2溶液时，Cu2＋在溶液中水解，水解方程式为Cu2＋+2H2O Cu(OH)2+2H＋，由水解方程式可知加入盐酸，增大溶液中氢离子浓度，水解平衡向逆反应方向移动，达到抑制Cu2＋水解的目的，故答案为：盐酸；Cu2＋水【解析】
Cu2＋+2H2OCu(OH)2+2H＋，加入盐酸抑制其水解；

（5）Cu2＋离子的水解反应为吸热反应，且生成的氯化氢极易挥发，若将CuCl2溶液蒸干，Cu2＋离子的水解趋于完全，得到的氢氧化铜，灼烧时，氢氧化铜分解得到氧化铜；为拟制Cu2＋离子的水解，得到氯化铜晶体应该在HCl气流中蒸发CuCl2溶液，故答案为：CuO;HCl气流中蒸发。