题目内容

【题目】以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶度积:

难溶电解质

Mg(OH)2

Cu(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

溶度积

1.8×10-11

2.2×10-20

8.0×10-16

4.0×10-38

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)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe3+、Fe2+都被转化为_____________(填化学式)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.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在

【答案】 Fe(OH)3 氨水 不会引入新的杂质 2Fe3++3Mg(OH)2===3Mg2++2Fe(OH)3 ACD

【解析】(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,所以一般先将Fe2+氧化成Fe3+,再调节溶液的pH=4,形成Fe(OH)3沉淀,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,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.在pH>4的溶液中Fe3+全部以Fe(OH)3完全沉淀,则Fe3+一定不能大量存在,故D正确;故选:ACD。

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