Question

【題目】(1)①在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。①在提純時(shí)為了除去Fe2+，常加入合適氧化劑，使Fe2+氧化為Fe3+，下列物質(zhì)可采用的是 。

A．KMnO4 B．H2O2 C．氯水 D．HNO3

②然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整溶液至pH=4，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，調(diào)整溶液pH可選用下列中的 。

A．NaOH B．NH3·H2O C．CuO D．Cu(OH)2

(2)甲同學(xué)懷疑調(diào)整溶液至pH=4是否能達(dá)到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的，乙同學(xué)認(rèn)為可以通過計(jì)算確定，他查閱有關(guān)資料得到如下數(shù)據(jù)，常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=1.0×10-38，Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10-5 mol·L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，若溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1，則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH為 ，Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1]時(shí)溶液的pH為 ，通過計(jì)算確定上述方案 (填“可行”或“不可行”)。

Answer 1

【答案】(1)①B ②C、D (2)4 3 可行

【解析】

試題分析：(1)①除雜質(zhì)至少要滿足兩個(gè)條件：①加入的試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原物質(zhì)反應(yīng)；②反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)，四個(gè)選項(xiàng)中，只有雙氧水氧化后生成水，雙氧水受熱見光易分解，沒有多余雜質(zhì)，故選B；②調(diào)整溶液的pH時(shí)，加入的物質(zhì)不能引進(jìn)新的雜質(zhì)粒子，氫氧化鈉中含有鈉離子，氨水反應(yīng)后生成銨根離子，所以氫氧化鈉和氨水能引進(jìn)新的雜質(zhì)離子，CuO粉末、Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)后生成銅離子和水而不引進(jìn)新的雜質(zhì)離子，故選CD；

(2)Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20，溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1，c(Cu2+)=3.0molL-1；依據(jù)溶度積常數(shù)c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20；c2(OH-)==10-20；得到c(OH-)=10-10mol/L，依據(jù)水溶液中的離子積c(H+)×c(OH-)=10-14；求的c(H+)=10-4mol/L，溶液pH=4，則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH為4；殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 molL-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38，c(Fe3+)×c3(OH-)=8.0×10-38；c3(OH-)==8.0×10-33；求的c(OH-)=2×10-11mol/L；水溶液中的離子積c(H+)×c(OH-)=10-14；c(H+)=5×10-4mol/L，則pH=3.3；通過計(jì)算可知pH=4能達(dá)到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的，則方案可行。