Question

【題目】以下是25 ℃時幾種難溶電解質的溶解度：

難溶電解質	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

在無機化合物的提純中，常利用難溶電解質的溶解平衡原理除去某些雜質離子。例如：

①為除去氯化銨中的雜質Fe3+，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑反應，過濾結晶即可；

②為除去氯化鎂晶體中的雜質Fe3+，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，充分反應，過濾結晶即可；

③為除去硫酸銅晶體中的雜質Fe2+，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2+氧化成Fe3+，調節溶液的pH=a，過濾結晶即可。

請回答下列問題：

（1）上述三種除雜方案都能夠達到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被轉化為__________________(填化學式)而除去。

（2）①中加入的試劑應該選擇__________為宜，其原因是______________________________。

（3）②中除去Fe3+所發生的總反應的離子方程式為____________________________________。

（4）已知Fe(OH)3的Ksp=1×10-35 ；化學上通常認為殘留在溶液中離子濃度小等于1×10-5mol/L時，沉淀完全。方案③中a最小值為________________。

（5）下列與方案③相關的敘述中，正確的是___________________________(填字母)。

A．H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質，不產生污染

B．將Fe2+氧化為Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀較難過濾

C．調節溶液pH=a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=a的溶液中

E．在pH>a的溶液中Fe3+一定不能大量存在

Answer 1

【答案】（1）Fe(OH)3（2）氨水 不會引入新的雜質 （3）2Fe3++3Mg(OH)2==3Mg2++2Fe(OH)3

（4）4 （5）ACDE

【解析】

試題解析：（1）上述三種除雜方案都能夠達到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被轉化為Fe(OH)3而除去；（2）①用氫氧化鈉溶液，會引入新的雜質，沉淀表面含鈉離子和氫氧根離子，為了不引入其它雜質離子，應加氨水使Fe3+沉淀；（3）②中根據溶解度表可知Mg（OH）2易轉化為Fe（OH）3，因此在氯化鎂溶液中加入足量的Mg（OH）2可除去Fe3+：2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；（4）Fe(OH)3的Ksp=1×10-35mol/L，當鐵離子沉淀完全時，c（OH-）==1×10-10mol/L，則c(H+)=1×10-4mol/L，ph=4；（5）根據H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中被還原成水，不引進雜質、不產生污染，故A正確；根據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，故B錯誤；原來溶液是酸性較強，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅可以與H+反應．H+反應后，PH增大，當PH=4的時候，Fe（OH）3完全沉淀，而Cu2+還沒沉淀．而氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會引入新的雜質，故C正確；氫氧化銅或堿式碳酸銅與H+反應，H+反應后，PH增大，當PH=4的時候，Fe（OH）3完全沉淀，而Cu2+還沒沉淀，以Cu2+形式存在，而氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會引入新的雜質，故D正確；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。