Question

（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(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 K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度積K_sp=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 mol?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(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為_(kāi)_____，F(xiàn)e³⁺完全沉淀時(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”）．
（3）25℃，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，原因是______（用離子方程式表示）．向該溶液滴加b L氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過(guò)程中水的電離平衡將______（填“正向”“不”或“逆向”）移動(dòng)，所滴加氨水的濃度為_(kāi)_____mol?L^-1．（NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)K_b=2×10^-5 mol?L^-1）

Answer 1

解：（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(jiàn)光易分解，沒(méi)有多余雜質(zhì)；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K_sp=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^-）==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，c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，即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 mol?L^-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，F(xiàn)e（OH）₃的溶度積K_sp=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；
（3）銨離子水解的方程式是：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；向硝酸銨中滴加氨水，溶液中氨水濃度增大，銨離子電離平衡向著逆向移動(dòng)；氨水電離平衡常數(shù)表達(dá)式：K_b=2×10^-5 mol?L^-1== mol?L^-1，解得b=，
故答案是：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺； 逆向； ．
分析：（1）根據(jù)除雜質(zhì)至少要滿足兩個(gè)條件：加入的試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原物質(zhì)反應(yīng)；反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)，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．以此來(lái)解答；
（2）依據(jù)氫氧化銅飽和溶液中溶度積常數(shù)計(jì)算溶液中的氫離子濃度計(jì)算PH；結(jié)合氫氧化鐵溶度積和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；
（3）寫成銨離子水解方程式；根據(jù)平衡移動(dòng)原理判斷；根據(jù)氨水電離平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵離子和亞鐵離子的轉(zhuǎn)換，涉及題量稍大，需要認(rèn)真分析題中信息和要求，聯(lián)系所學(xué)知識(shí)進(jìn)行處理，本題難度中等．