题目内容

3．以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：
难溶电解质Mg（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
溶解度/g9×10-41.7×10-61.5×10-43.0×10-9
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杂质离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
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，过滤结晶即可；
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，过滤结晶即可．
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为Fe（OH）3（填化学式）而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择氨水为宜，其原因是不会引进新的杂质．
（3）②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3．
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是ACDE（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．

分析 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）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）用氢氧化钠溶液，会引入新的杂质，沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，需洗涤沉淀；
（3）根据题干信息结合难溶电解质的溶解度进行分析出反应物和生成物；
（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．pH=4的溶液中，Cu2+可以大量存在，而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质；
E．在pH＞4的溶液中Fe3+全部以Fe（OH）3完全沉淀．

解答 解：（1）①中为了不引入其它杂质离子，应加氨水使Fe3+沉淀，生成Fe（OH）3，如用氢氧化钠溶液进行沉淀，则沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，所以不用；
②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，先加入H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，然后调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，则调节溶液的pH=4，形成Fe（OH）3沉淀；
三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为Fe（OH）3，故答案为：Fe（OH）3；
（2）①用氢氧化钠溶液，会引入新的杂质，沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，为了不引入其它杂质离子，应加氨水使Fe3+沉淀，
故答案为：氨水；不会引进新的杂质；
（3）②中根据溶解度表可知Mg（OH）2易转化为Fe（OH）3，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）2可除去Fe3+：2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；
故答案为：2Fe3++3Mg（OH）2=3Mg2++2Fe（OH）3；
（4）A．根据H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中被还原成水，不引进杂质、不产生污染，故A正确；
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，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．氢氧化铜或碱式碳酸铜与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，以Cu2+形式存在，而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故D正确；
E．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．

点评 本题考查混合物分离提纯综合应用，为高频考点，把握混合物分离提纯原理、盐类水解、沉淀转化等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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