问题 问答题

制取纯净的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O)的生产过程如下:

I.将粗氧化铜(含少量Fe)溶解在足量的稀盐酸中,然后加热、过滤得到CuCl2(含少量FeCl2)溶液,经测定,溶液pH为2.

II.对I中所得到的溶液按下列步骤进行提纯.

已知:

氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+1.93.2
Cu2+4.76.7
试回答下列问题:

(1)下列物质中,最适合作为氧化剂X的是______.(填序号)

A.KMnO4 B.K2Cr2O4 C.H2O2 D.NaClO

(2)①加入的物质Y是______.②写出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式:______.

(3)分离出沉淀Z,并将滤液蒸发,欲获得氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),应采取的措施是______.

(4)①某同学利用反应:Cu+2H+═Cu2++H2↑设计实验来制取CuCl2溶液,该同学设计的装置应该为______.(填“原电池”或“电解池”)②请你在下面方框中画出该同学设计的装置图,并指明电极材料和电解质溶液.

(5)已知一些难溶物的浓度积常数如下表:

物质FeSMnSCuSPbSHgSZnS
Ksp6.3×10-182.5×-131.3×10-363.4×10-286.4×10-531.6×10-24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们.(选填序号)

①NaOH  ②FeS  ③Na2S.

答案

(1)根据框图,加入氧化剂X可把Fe2+氧化为Fe3+,而没有增加新杂质,所以X为H2O2,故答案为:C;

(2)①结合题示,调节pH至4~5,使Fe3+全部沉淀,同样不引进新杂质,所以Y最好为CuO或Cu(OH)2或CuCO3,故答案为:CuO或Cu(OH)2或CuCO3

②沉淀Z为Fe(OH)3,在溶液中存在溶解平衡:Fe(OH)3(s) 

 Fe2+(aq)+3OH-(aq),故答案为:Fe(OH)3(s) 

 Fe2+(aq)+3OH-(aq);

(3)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中发生水解,为抑制其水解,根据Cu2++2H2O

Cu(OH)2+2H+,加入盐酸可起到抑制作用,并且在蒸发过程中要不断搅拌且不能蒸干.

故答案为:在HCl气流下加热浓缩,冷却结晶;

(4)①Cu与盐酸不反应,为使反应Cu+2H+═Cu2++H2↑发生,应设计成电解池,铜作阳极,故答案为:电解池;

②将反应Cu+2H+═Cu2++H2↑设计成电解池,可将铜作阳极,碳棒或铂为阴极,盐酸为电解质,设计电解池为

故答案为:

(5)①加入NaOH,易生成Hg(OH)2,Hg(OH)2不稳定,易分解最终生成有害物质Hg,并且加入NaOH成本较大,过量时引入新的杂质,②FeS较HgS、CuS易溶,加入FeS,可易生成HgS、CuS而除去溶液中的Cu2+、Pb2+、Hg2+,③加入Na2S,过量时易引入S2-杂质,所以只有②符合.

故答案为:②.

单项选择题
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