Question

(1)工业上制取纯净的CuCl₂·2H₂O的主要过程是

①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；

②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知：

物质	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp/25 ℃   mol^3·L^－^3	8.0×10^－^16	2.2×10^－^20	4.0×10^－^38
完全沉淀时的pH范围	≥9.6	≥6.4	3～4

请回答下列问题：

①加入的氧化剂X，下列物质最好选用的是 ______ ．

A．KMnO₄   B．H₂O₂  C．氯水       D．HNO₃

②加入Y的作用是___________________________，Y的化学式为____________。

③溶液乙在蒸发结晶时应注意：________________________________。

(2)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题：

甲池若为用电解原理精炼铜的装置，阴极增重19.2 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为__________L（不考虑气体的溶解情况）

Answer

BC 调节PH值使Fe3+沉淀完全 CuO或Cu(OH)2或CuCO3 或Cu2(OH)2CO3 在HCl气流中加热蒸发 6.72

【解析】

(1)①根据流程，加入氧化剂X后，只有Fe2＋被氧化成Fe3＋，没有引入新的杂质，据此分析；

②根据流程的目的，以及表格中的数据，加入Y的目的是调节pH，使Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出来，加入Y不能引入新的杂质，据此分析；

③Cu2＋以水解，因此加热蒸发时注意防止Cu2＋水解；

(2)该装置为电解池，根据电解原理，甲为精炼铜，A为阴极，纯铜作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，B为阳极，粗铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Fe为阴极，碳棒为阳极，书写出电极反应式，根据电子守恒进行计算；

(1)①加入氧化剂X后，除Fe2＋转化成Fe3＋外，其余离子不发生变化，试剂X可以是Cl2、H2O2等氧化剂，使用KMnO4引入K＋、Mn2＋杂质，使用HNO3，引入NO3－，且产生氮的氧化物，对环境与污染；

②加入Y后过滤，除去Fe元素，根据表格中数据，加入Y的目的是调节pH，使Fe3＋以Fe(OH)3形式沉淀出来；加入的Y，能与H＋发生反应，为不引入新杂质，加入物质不溶于水，即Y可以是CuO也可以是Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3；

③Cu2＋能发生水解，加热促进其水解，因此蒸发结晶为防止Cu2＋水解，需要在HCl气流中加热蒸发；

(2) 该装置为电解池，根据电解原理，甲为精炼铜，A为阴极，纯铜作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，B为阳极，粗铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Fe为阴极，碳棒为阳极，阳极反应式为2Cl－2e－=Cl2↑，根据得失电子数目守恒，建立Cu～2e－～Cl2↑，因此乙池中阳极放出气体在标准状况下的体积为=6.72L。