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=5，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. CuO C. NH3·H2O D. Cu（OH）2

（2）甲同學(xué)懷疑調(diào)整至溶液pH=5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=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 mol·L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，設(shè)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）B BD （2）4 3.3 可行

【解析】

試題分析：（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中會引入雜質(zhì)，只有過氧化氫的還原產(chǎn)物為水，不引入雜質(zhì)，故只有B符合；調(diào)整至溶液pH=5，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，由于不能引入新雜質(zhì)，所以氧化銅和氫氧化銅均可，氫氧化和氨水不能，答案選BD。，

（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；c（OH﹣）＝＝10﹣10mol/L，依據(jù)水溶液中的離子積c（H+）×c（OH﹣）＝10﹣14可知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，F(xiàn)e（OH）3的溶度積Ksp＝8.0×10﹣38，c（Fe3+）×c3（OH﹣）＝8.0×10﹣38；c（OH﹣）＝＝2×10﹣11mol/L；水溶液中的離子積c（H+）×c（OH﹣）＝10﹣14可得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。