Question

【題目】（1）在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。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.Cl2水 D.HNO3

然后再加入適當(dāng)物質(zhì)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，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)整至溶液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)為可以通過計(jì)算確定，已知Ksp(AmBn)=[c(An+)]m.[c(Bm-)]n，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1×10-5mol·L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0mol·L-1，則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH為__，Fe3+完全沉淀時(shí)溶液的pH為__，通過計(jì)算確定上述方案__（填“可行”或“不可行”）。(提示：lg2=0.3）

Answer 1

【答案】B CD 4 3.3 可行

【解析】

（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；

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。

故答案為：B；CD；

（2）Cu（OH）2的溶度積Ksp=3.0×10-20，溶液中CuSO4的濃度為3.0mol·L-1，c（Cu2＋）=3.0mol·L-1；依據(jù)溶度積常數(shù)c（Cu2＋）×c2（OH－）=3.0×10-20 ；c2（OH－）=3×10-20÷3.0=10-20；得到c（OH－）=10-10mol·L－1，依據(jù)水溶液中的離子積c（H＋）×c（OH－）=10-14；c（H＋）=10-4mol·L－1，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 mol·L-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；c（OH－）=2×10-11mol·L－1；水溶液中的離子積c（H＋）×c（OH－）=10-14；c（H＋）=5×10-4mol·L－1，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。

故答案為：4；3.3；可行。