Question

11．用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取硫酸銅晶體（ CuSO₄．xH₂O）．其流程如下：

已知：在pH為4～5時(shí)，F(xiàn)e³⁺幾乎完全水解而沉淀，而此時(shí)Cu²⁺卻幾乎不水解．
（1）溶液A中可能含有Fe²⁺，確定該溶液中Fe²⁺存在的試劑是C（填序號(hào)）
A．H₂O₂    B．NaOH    C．酸性KMnO₄   D．KSCN
（2）欲用（1）中選擇的檢驗(yàn)試劑測(cè)定溶液A中Fe²⁺的濃度，實(shí)驗(yàn)前，首先要配制一定物質(zhì)的量濃度的檢驗(yàn)試劑的溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、250ml容量瓶外，還需膠頭滴管，下列滴定方式中，最合理的是b（夾持部分略去）

判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的方法是滴入最后一滴溶液變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪色．
寫出滴定反應(yīng)的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（3）試劑1為稀硫酸，試劑2的作用為將溶液中的Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，操作1的名稱為過濾．
（4）要得到較純的產(chǎn)品，試劑3可選用bde．
a．NaOH    b．CuO    c．FeO    d．Cu（OH）₂    e．Cu₂（0H）2CO₃．

Answer 1

分析 用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，最好加入綠色氧化劑過氧化氫，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質(zhì)，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化銅晶體；
（1）亞鐵離子的檢驗(yàn)方法是利用加入的KSCN溶液不變色，再加入氯水，溶液變紅色設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，但溶液中含有鐵離子，所以不能用KSCN檢驗(yàn)，可以利用亞鐵離子具有還原性，可以和高錳酸鉀溶液反應(yīng)使之褪色；
（2）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液所需儀器和高錳酸鉀的性質(zhì)來(lái)分析，高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，不能用堿式滴定管，高錳酸鉀溶液是紫紅色，滴入最后一滴溶液變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪色證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，亞鐵離子酸性溶液中被高錳酸根離子氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子；
（3）流程分析用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質(zhì)，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液；
（4）上述分析可知要得到較純的產(chǎn)品，試劑3和酸反應(yīng)但不能引入其他雜質(zhì)，應(yīng)是含銅離子的試劑．

解答 解：用含少量鐵的氧化物的氧化銅加硫酸溶解生成硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵，加氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子，再調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到的濾液為硫酸銅溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化銅晶體；
（1）亞鐵離子的檢驗(yàn)方法是利用加入的KSCN溶液不變色，再加入氯水，溶液變紅色設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，但溶液中含有鐵離子，所以不能用KSCN檢驗(yàn)，可以利用亞鐵離子具有還原性，可以和高錳酸鉀溶液反應(yīng)使之褪色，
A．加入 H₂O₂  可以氧化亞鐵離子，但現(xiàn)象不明顯，故A不符合；
B．加入NaOH溶液，鐵離子、亞鐵離子都會(huì)生成沉淀，反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，不能檢驗(yàn)亞鐵離子的存在，故B不符合；    
C．酸性KMnO₄ 具有氧化性氧化亞鐵離子會(huì)褪色，故C符合；
D．KSCN遇到鐵離子形成血紅色溶液，不能檢驗(yàn)亞鐵離子的存在，故D不符合；
故答案為：C；
（2）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液所需儀器和高錳酸鉀的性質(zhì)來(lái)分析，要配制一定物質(zhì)的量濃度的檢驗(yàn)試劑的溶液250mL，配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、250ml容量瓶外，還需膠頭滴管；高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，不能用堿式滴定管，高錳酸鉀溶液是紫紅色，滴入最后一滴溶液變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪色證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，亞鐵離子酸性溶液中被高錳酸根離子氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：膠頭滴管；b；滴入最后一滴溶液變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪色；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）流程分析用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，F(xiàn)e₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，最好加入綠色氧化劑過氧化氫，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調(diào)節(jié)pH，鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質(zhì)，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液；
故答案為：稀硫酸，將溶液A中Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；過濾；
（4）上述分析可知要得到較純的產(chǎn)品，試劑3和酸反應(yīng)但不能引入其他雜質(zhì)，應(yīng)是含銅離子的試劑，
a．NaOH和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)溶液PH，但會(huì)引入鈉離子，故a不符合；    
b．CuO和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)溶液PH且不引入雜質(zhì)，故b符合；
c．FeO和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)溶液PH，但會(huì)引入亞鐵離子，故c不符合；    
d．Cu（OH）₂ 和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)如PH且不引入雜質(zhì)離子，故d符合；
e．Cu₂（0H）₂CO₃和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)溶液PH且不引入雜質(zhì)離子，故e符合；
故答案為：bde．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離和提純的分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)分析，實(shí)驗(yàn)過程分析應(yīng)用，滴定實(shí)驗(yàn)的操作方法和儀器的使用注意問題，除雜試劑的選擇是解題關(guān)鍵，題目難度中等．