题目内容

8．25℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示：
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
沉淀完全时的pH11.16.79.63.7
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，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，Fe2+、Fe3+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．
（3）②中除去Fe3+所发生的离子方程式为2Fe3+（aq）+3Mg（OH）2（s）═3Mg2+（aq）+2Fe（OH）3（s）．
（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）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．

解答 解：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Fe（OH）3沉淀，故答案为：Fe（OH）3；
（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；
（3）②中根据溶解度表可知Mg（OH）2易转化为Fe（OH）3，发生Fe3+：2Fe3+（aq）+3Mg（OH）2（s）═3Mg2+（aq）+2Fe（OH）3（s），
故答案为：2Fe3+（aq）+3Mg（OH）2（s）═3Mg2+（aq）+2Fe（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1.7×10-6g，则饱和溶液的c（OH-）=2c（Cu（OH）2）=$\frac{\frac{1.7×1{0}^{-6}g}{98g/mol}}{0.1L}×2$≈3.4×10-7mol/L＞1×10-10mol/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3×10-9g，则饱和溶液的c（OH-）=3c（Fe（OH）3）=$\frac{\frac{3×1{0}^{-9}}{107g/mol}}{0.1L}×3$=3.0×10-10mol/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；
故选：ACDE．

点评 本题以难溶电解质的溶解平衡为载体综合考查物质的分离、提纯，为高频考点，侧重学生的分析、实验能力的考查，注意把握盐类水解的原理以及溶解平衡的理解和运用，难度中等．

练习册系列答案
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6．如表是不同温度下水的离子积常数：
温度/℃2590℃100℃
水的离子积常数1×10-143.8×10-131×10-12
试回答以下问题：
（1）90℃时，将pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合，则混合溶液中的c（H+）=2.05×10-11mol/L（保留三位有效数字）．
（2）25℃时，将pH=11的苛性钠溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合（设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH=2，则V1：V2=90：11；
（3）假设H2SO4是强酸，但常温下0.1mol•L-1H2SO4的溶液中c（H+）=0.11mol•L-1，则Na2SO4溶液呈碱性（填“酸”、“碱”或“中”），0.1mol•L-1的NaHSO4溶液的c（H+）＞0.01mol•L-1（填“＞”、“＜”或“=”） H2SO4溶液与Na2SO4溶液反应的离子方程式为H++SO42-=HSO4-．
（4）25℃时pH=5的H2SO4溶液加水稀释到10倍，则稀释后c（SO42-）与c（H+）的比值为1：2；再加水稀释到100倍，则稀释后c（SO42-）与c（H+）的比值为1：20．
7．在固定容积的密闭容器中，有可逆反应nA（g）+mB（g）?pC（g）处于平衡状态（已知n+m＞p，△H＞0）．升高温度时$\frac{c（B）}{c（C）}$的比值减小；加入催化剂，气体的总物质的量不变；充入C，则A、B的物质的量增大．（增大、减小、不变、不确定）
16．实验室用标准盐酸测定NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中可能使测定结果偏低的是（　　）
A．酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2～3次
B．开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失
C．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次
D．锥形瓶内溶液颜色由黄色变橙色，立即记下滴定管内液面所在刻度
3．已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-．某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：
a．准确称取w g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；
c．以淀粉溶液为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL，恰好反应完全．
（1）步骤c中判断恰好反应完全的现象为滴最后一滴溶液，由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色
（2）根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐的碘含量是$\frac{2.54×1{0}^{-3}}{w}$mg/kg．（以含w的代数式表示）
13．硝基苯是重要的精细化工原料，是医药和染料的中间体，还可做有机溶剂．制备硝基苯的过程如下：
①配制混酸：组装如图反应装置．取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸，加入漏斗中，把18mL苯加入三颈烧瓶中．
②向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．
③在50～60℃下发生反应，直至反应结束．
④除去混和酸后，粗产品依次用蒸馏水和100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品．
已知（1）+HNO3（浓）$\frac{50～60℃}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$++H2O
+HNO3（浓）$\frac{95%}{98%浓{H}_{2}S{O}_{4}}$++
（2）可能用到的有关数据如表
物质熔点/℃沸点/℃密度（20℃）/g•cm-3溶解性
苯5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
1，3二硝基苯893011.57微溶于水
浓硝酸-831.4易溶于水
浓硫酸-3381.84易溶于水
请回答下列问题：
（1）配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸．
（2）恒压滴液漏斗的优点是可以保持漏斗内压强与发生器内压强相等，使漏斗内液体能顺利流下．
（3）实验装置中长玻璃管可用冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）代替（填仪器名称）．
（4）反应温度控制在50～60℃的原因是防止副反应发生．
（5）反应结束后产品在液体的下层（填“上”或者“下”），分离混酸和产品的操作方法为分液．
（6）实验前要配制100ml 0.1mol/L的Na2CO3溶液，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管、烧杯 用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时，怎样验证液体已洗净？取最后一次洗涤液，向溶液中加入氯化钙，无沉淀生成，说明已洗净．
（7）为了得到更纯净的硝基苯，还须先向液体中加入氯化钙除去水，然后蒸馏．
20．ClO2是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水．制备方法如下：

（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的  Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO3），再将它与盐酸反应生成ClO2与Cl2，ClO2与Cl2的物质的量比是2：1．
（3）学生拟用如图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2，用NaClO3和草酸（H2C2O4）恒温在60℃时反应制得．
反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（4）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO2）溶液．已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO2•3H2O，在温度高于38℃时析出的是NaClO2．根据如图所示NaClO2的溶解度曲线，请完成从NaClO2溶液中制得NaClO2•3H2O的操作步骤：①蒸发浓缩；②冷却（大于38℃）结晶；③洗涤；④干燥．
（5）目前我国已成功研制出利用NaClO2制取二氧化氯的新方法，将Cl2通入到NaClO2溶液中．现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是362kg．
（6）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的剧毒CN-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl-．处理含CN-相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍．
17．阿司匹林（乙酰水杨酸，）是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药．乙酰水杨酸受热易分解，分解温度为128℃～135℃．
某学习小组在实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[（CH3CO）2O]为主要原料合成阿司匹林，反应原理如下：

制备基本操作流程如下：

主要试剂和产品的物理常数如下表所示：
名称相对分子质量熔点或沸点（℃）水
水杨酸138158（熔点）微溶
醋酸酐102139.4（沸点）易水解
乙酰水杨酸180135（熔点）微溶
请根据以上信息回答下列问题：
（1）制备阿司匹林时，要使用干燥的仪器的原因是醋酸酐和水易发生反应．
（2）合成阿司匹林时，最合适的加热方法是水浴加热．
（3）提纯粗产品流程如下，加热回流装置如图：

①使用温度计的目的是控制加热的温度，防止乙酰水杨酸受热易分解．
②冷凝水的流进方向是a（填“a”或“b”）；
③趁热过滤的原因是防止乙酰水杨酸结晶析出．
④下列说法正确的是abc（填选项字母）．
a．此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是做溶剂
b．此种提纯粗产品的方法叫重结晶
c．根据以上提纯过程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低温时大
d．可以用紫色石蕊溶液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
（4）在实验中原料用量：2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08g/cm3），最终称得产品质量为2.2g，则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%（用百分数表示，小数点后一位）．
18．FeCO3与砂糖混用可作补血剂，也能被用来制备Fe2O3．
（1）实验室制备FeCO3的流程如下：

①写出生成沉淀的化学方程式：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O．
②检验滤液中含有NH4+的方法是取少量滤液于试管中，加入足量NaOH溶液，加热，若产生气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则滤液中含有NH4+．
（2）甲同学为了验证FeCO3高温下煅烧是否得到Fe2O3，做了如表实验：
实验步骤实验操作步骤
Ⅰ取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再减轻，冷却至室温
Ⅱ取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红
根据上述现象得到化学方程式：4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2．
①实验步骤Ⅲ中溶液变红的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3．
②乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe3O4，因为Fe3O4也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe3+．于是乙同学对实验步骤Ⅲ进行了补充：另取少量实验步骤Ⅱ所得溶液，然后D（填字母），用来检验溶液中是否含有Fe2+．
A．滴加氯水B．滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液后滴加氯水D．滴加酸性KMnO4溶液
（3）丙同学认为即使得到乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物即为Fe3O4．
①丙同学持此看法的理由是氧化亚铁、四氧化三铁中也是含有+2价铁元素的．
②丙同学查阅资料得知煅烧FeCO3的产物中含有+2价铁元素，于是他设计了由FeCO3制备Fe2O3的方案．先向FeCO3粉末中依次加入试剂：稀硫酸、氯水和氢氧化钠；然后再过滤（填操作）、洗涤、灼烧即可得到Fe2O3．

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