题目内容

【题目】以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质

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

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如：

①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入一定量的试剂反应，过滤结晶。

②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶。

③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，调节溶液的pH=4，过滤结晶。

请回答下列问题：

（1）上述三个除杂方案都能够达到很好的效果，Fe2+、Fe3+都被转化为____而除去。

（2）①中加入的试剂应该选择______为宜，其原因是______。

（3）②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____。

（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是_____(填字母)。

A.H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染

B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤

C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜

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

【答案】氢氧化铁 氨水 不会引入新的杂质 2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s) ACDE

【解析】

①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氢氧化钠溶液；

②中根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般将Fe2＋先氧化成Fe3＋，再调节溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，上述三个除杂方案都能够达到很好的效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为Fe(OH)3而除去；

(2)除去铁离子，可加入氨水，防止引入其它杂质；

(3)除去氯化镁晶体中的杂质Fe3＋，加入氢氧化镁，可消耗酸，调节溶液pH，促进水解；

(4)A．根据H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染；

B．根据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．原来溶液是酸性较强，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H＋反应．H＋反应后，pH增大，当pH＝4的时候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋还没沉淀，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质；

D．根据溶度积计算；

E．在pH＞4的溶液中Fe3＋全部以Fe(OH)3完全沉淀。

①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氢氧化钠溶液；

②中根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由于Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般将Fe2＋先氧化成Fe3＋，再调节溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)由以上分析可知Fe3＋、Fe2＋都被转化为氢氧化铁沉淀，故答案为：氢氧化铁；

(2)①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氢氧化钠溶液，故答案为：氨水；不会引入新的杂质；

(3)②中根据溶解度表可知Mg(OH)2易转化为Fe(OH)3，发生反应：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s)，故答案为：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s)；

(4)A．H2O2是绿色氧化剂，还原产物为水，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染，故A正确；

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

C．原来溶液是酸性较强，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H＋反应．H＋反应后，pH增大，当pH＝4的时候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋还没沉淀．而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故C正确；

D．由表中数据可知Cu(OH)2的溶解度为1.7×106g，则饱和溶液的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正确；

E．由表中数据可知Fe(OH)3的溶解度为3×109g，则饱和溶液的c(OH)＝3c(Fe(OH)3)＝×3＝3.0×1010mol/L，则在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正确；

故答案为：ACDE。

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