Question

【題目】（1）在粗制CuSO45H2O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．NH3H2O C．CuO D．Cu(OH)2

（2）甲同學(xué)懷疑調(diào)整溶液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(guò)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=8.0×10-38，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1×10-5 molL-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1，則Cu(OH)2開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為_(kāi)___________，F(xiàn)e3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1×10-5 molL-1]時(shí)溶液的pH為_(kāi)___________，通過(guò)計(jì)算確定上述方案_____________ （填“可行”或“不可行”）

Answer 1

【答案】（1）①B；②CD；（2）4；3.3；可行

【解析】

試題分析：（1）①加入合適氧化劑，使Fe2+氧化為Fe3+，不能引入新的雜質(zhì)，A、C、D中會(huì)引入雜質(zhì)，只有過(guò)氧化氫的還原產(chǎn)物為水，不引入雜質(zhì)，故只有B符合；②調(diào)整至溶液pH=4，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，則加含銅元素的物質(zhì)與氫離子反應(yīng)促進(jìn)鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀，則C、D均可，A、B將銅離子轉(zhuǎn)化為沉淀，不符合。

（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(kāi)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，F(xiàn)e(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(guò)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，故答案為：4；3.3；可行．