Question

【題目】（1）計算調(diào)控值：

室溫下，當溶液中c(Mg2＋)＝c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1時，Mg2＋、Cu2＋開始沉淀至沉淀完全的pH范圍分別為__。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝10－9、Ksp[Cu(OH)2]＝10－15，當c(Mg2＋)≤1×10－5mol·L－1時視為沉淀完全。

（2）選擇調(diào)控值

鋁灰的回收利用方法很多，現(xiàn)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)3·18H2O，工藝流程如下：

已知步驟③中所得溶液生成氫氧化物沉淀的pH如表所示：

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀時的pH	3.4	6.3	1.5
完全沉淀時的pH	4.7	8.3	2.8

在該濃度下除去鐵的化合物，調(diào)節(jié)pH的最大范圍為___。

（3）如何調(diào)控

接問題（2），步驟③中調(diào)pH時最佳試劑為___。

（4）突破應(yīng)用

為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當pH＝3.4時開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。

結(jié)合題圖信息推斷該合金中除銅外一定含有__。

Answer 1

【答案】10～12、7～9 2.8～3.4 Al2O3或Al(OH)3 Al、Ni

【解析】

注意分析流程中的物質(zhì)變化，結(jié)合圖表中的數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)濃度積的表達式進行相關(guān)計算。

（1）室溫下，當溶液中c(Mg2＋)＝c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1時，由Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，所以c(OH－)＝，開始沉淀時，c(OH－)＝mol·L－1＝10－4mol·L－1，所以c(H＋)＝mol·L－1，此時pH＝10；當Mg2＋完全沉淀時，c(OH－)＝mol·L－1＝10－2 mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝1×10－12mol·L－1，此時pH＝12。由Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，所以c(OH－)＝，開始沉淀時c(OH－)＝mol·L－1＝10－7mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝10－7mol·L－1，此時該溶液的pH＝7；當Cu2＋完全沉淀時，c(OH－)＝mol·L－1＝10－5 mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝10－9 mol·L－1，此時溶液的pH＝9。所以Mg2＋開始沉淀至完全沉淀的pH范圍為10～12，Cu2＋開始沉淀至完全沉淀的pH范圍為7～9。

（2）Fe2＋已完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋，由表中數(shù)據(jù)可知，Fe3＋完全沉淀時pH=2.8，而Al3＋開始沉淀時pH＝3.4，故Fe3＋完全沉淀、而Al3＋沒有開始沉淀的pH調(diào)控范圍為2.8～3.4。

（3）考慮到調(diào)節(jié)pH時不能引入雜質(zhì)，故選用Al2O3、Al(OH)3最好，而選用其他試劑，則引入雜質(zhì)離子，對產(chǎn)品的純度或生產(chǎn)帶來影響。

（4）能夠溶解銅合金的酸應(yīng)為過量的強氧化性的酸，因此溶解后的混合液中一定不含亞鐵離子，根據(jù)題中信息及圖片信息可知，pH＝3.4時開始出現(xiàn)沉淀，則原溶液中一定有鋁離子，一定不含鐵離子，pH＝7.0時過濾沉淀，此時過濾出來的物質(zhì)為氫氧化銅和氫氧化鋁，pH＝8.0時再次進行過濾，說明在此pH區(qū)間內(nèi)又有沉淀生成，在此區(qū)間內(nèi)沉淀的物質(zhì)只可能為Ni2＋。故該合金中除含銅外，還含Al、Ni。