题目内容

【题目】1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是__

A.KMnO4 B.H2O2 C.Cl2 D.HNO3

然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的__

A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2

2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,已知Ksp(AmBn)=[c(An+)]m.[c(Bm-)]n,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH__Fe3+完全沉淀时溶液的pH__,通过计算确定上述方案__(填可行不可行)。(提示:lg2=0.3

【答案】B CD 4 3.3 可行

【解析】

1)除杂质至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质,四个选项中,只有双氧水氧化后生成水,双氧水受热见光易分解,没有多余杂质,故选B

调整溶液的pH时,加入的物质不能引进新的杂质粒子,氢氧化钠中含有钠离子,氨水反应后生成铵根离子,所以氢氧化钠和氨水能引进新的杂质离子,CuO粉末、CuOH2悬浊液反应后生成铜离子和水而不引进新的杂质离子,故选CD

故答案为:BCD

2CuOH2的溶度积Ksp=3.0×10-20,溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L-1cCu2=3.0mol·L-1;依据溶度积常数cCu2×c2OH=3.0×10-20 c2OH=3×10-20÷3.0=10-20;得到cOH=10-10mol·L1,依据水溶液中的离子积cH×cOH=10-14cH=10-4mol·L1,溶液pH=4,则CuOH2开始沉淀时溶液的pH4

残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,FeOH3的溶度积Ksp=8.0×10-38cFe3×c3OH=8.0×10-38c3OH= =8.0×10-33cOH=2×10-11mol·L1;水溶液中的离子积cH×cOH=10-14cH=5×10-4mol·L1,则pH=3.3

通过计算可知pH=4能达到除去Fe3而不损失Cu2的目的,则方案可行。

故答案为:43.3;可行。

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