Question

【題目】25℃時(shí)幾種難溶電解質(zhì)的溶解度如表所示：

難溶電解質(zhì)	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10-4	1.7×10-6	1.5×10-4	3.0×10-9
沉淀完全時(shí)的pH	11.1	6.7	9.6	3.7

在無(wú)機(jī)化合物的提純中，常利用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理除去某些離子。例如：

①為了除去氯化銨中的雜質(zhì)Fe3＋，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑反應(yīng)，過(guò)濾結(jié)晶即可；

②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3＋，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，充分反應(yīng)，過(guò)濾結(jié)晶即可；

③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe2＋，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2＋氧化成Fe3＋，調(diào)節(jié)溶液的pH=4，過(guò)濾結(jié)晶即可。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）上述三個(gè)除雜方案都能夠達(dá)到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被轉(zhuǎn)化為__(填化學(xué)式)而除去。

（2）①中加入的試劑應(yīng)該選擇__，其原因是__。

（3）②中除去Fe3＋所發(fā)生的離子方程式為___。

（4）下列與方案③相關(guān)的敘述中，正確的是___(填字母)。

A．H2O2是綠色氧化劑，在氧化過(guò)程中不引進(jìn)雜質(zhì)，不產(chǎn)生污染

B．將Fe2＋氧化為Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀難過(guò)濾

C．調(diào)節(jié)溶液pH＝4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅

D．Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中

E．在pH>4的溶液中Fe3＋一定不能大量存在

Answer 1

【答案】Fe(OH)3 氨水 不會(huì)引入新的雜質(zhì) 2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s) ACDE

【解析】

①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；

②中根據(jù)溶解度表可知Mg(OH)2易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，因此在氯化鎂溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般將Fe2＋先氧化成Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，上述三個(gè)除雜方案都能夠達(dá)到很好的效果，Fe2＋、Fe3＋都被轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去；

(2)除去鐵離子，可加入氨水，防止引入其它雜質(zhì)；

(3)除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe3＋，加入氫氧化鎂，可消耗酸，調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)水解；

(4)A．根據(jù)H2O2是綠色氧化劑，在氧化過(guò)程中不引進(jìn)雜質(zhì)、不產(chǎn)生污染；

B．根據(jù)Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，形成Fe(OH)2沉淀Fe2＋沉淀不完全；

C．原來(lái)溶液是酸性較強(qiáng)，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅可以與H＋反應(yīng)．H＋反應(yīng)后，pH增大，當(dāng)pH＝4的時(shí)候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋還沒(méi)沉淀，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會(huì)引入新的雜質(zhì)；

D．根據(jù)溶度積計(jì)算；

E．在pH＞4的溶液中Fe3＋全部以Fe(OH)3完全沉淀。

①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；

②中根據(jù)溶解度表可知Mg(OH)2易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，因此在氯化鎂溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由于Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般將Fe2＋先氧化成Fe3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)由以上分析可知Fe3＋、Fe2＋都被轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，故答案為：Fe(OH)3；

(2)①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液，故答案為：氨水；不會(huì)引入新的雜質(zhì)；

(3)②中根據(jù)溶解度表可知Mg(OH)2易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)，故答案為：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2Fe(OH)3(s)；

(4)A．H2O2是綠色氧化劑，還原產(chǎn)物為水，在氧化過(guò)程中不引進(jìn)雜質(zhì)、不產(chǎn)生污染，故A正確；

B．Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，將Fe2＋氧化為Fe3＋的主要原因是防止沉淀不完全，故B錯(cuò)誤；

C．原來(lái)溶液是酸性較強(qiáng)，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅可以與H＋反應(yīng)．H＋反應(yīng)后，pH增大，當(dāng)pH＝4的時(shí)候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋還沒(méi)沉淀．而氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會(huì)引入新的雜質(zhì)，故C正確；

D．由表中數(shù)據(jù)可知Cu(OH)2的溶解度為1.7×106g，則飽和溶液的c(OH)＝2c(Cu(OH)2)＝×2≈3.4×107mol/L＞1×1010mol/L，所以Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中，故D正確；

E．由表中數(shù)據(jù)可知Fe(OH)3的溶解度為3×109g，則飽和溶液的c(OH)＝3c(Fe(OH)3)＝×3＝3.0×1010mol/L，則在pH＞4的溶液中Fe3＋全部以Fe(OH)3完全沉淀，Fe3＋一定不能大量存在，故E正確；

故答案為：ACDE。