Question

6．垃圾是放错地方的资源，工业废料也可以再利用，某化学兴趣小组在实验室中用废弃的含铝、铁、铜的合金制取硫酸铝溶液，硝酸铜晶体和铁红（Fe₂O₃）．实验方案如下：

（10已知Fe（OH）₃沉淀的pH范围是3-4，溶液C通过调节pH可以使Fe³⁺沉淀完全，下列物质中可用作调整溶液C的pH的试剂是CD（填序号）
A．铜粉           B．氨水           C．氢氧化铜            D．碱式碳酸铜
（2）常温下，若溶液C中金属离子均为1mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-39，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，控制pH=4，溶液中c（Fe³⁺）=1.0×10^-9mol/L，此时无（填“有”或“无”）Cu（OH）₂沉淀生成．
（3）将20mLAl₂（SO₄）₃溶液与等物质的量浓度的Ba（OH）₂溶液70mL混合，反应的离子方程式为2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+7OH^-═AlO₂^-+Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）溶液C通过调节pH可以使Fe³⁺沉淀完全，加入的物质能消耗氢离子，但是不能引入新的杂质；
（2）根据Ksp[Fe（OH）₃]和溶液中氢氧根离子的浓度计算c（Fe³⁺）；Qc与Ksp[Cu（OH）₂]的相对大小判断；
（3）将20mL Al₂（SO₄）₃溶液与等物质的量浓度的Ba（OH）₂溶液70mL混合，则二者的物质的量之比为2：7，根据物质的量关系写方程式．

解答 解：（1）溶液C通过调节pH可以使Fe³⁺沉淀完全，应加入CuO、碱式碳酸铜或氢氧化铜，而加入铜粉生成Fe²⁺，加入氨水引入新的杂质，
故答案为：CD；
（2）已知溶液的pH=4，则c（H⁺）=10^-4mol/L，c（OH^-）=10^-10mol/L，Ksp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-39=c（Fe³⁺）×c³（OH^-），所以c（Fe³⁺）=$\frac{1.0×1{0}^{-39}}{（{1×1{0}^{-10}）}^{3}}$mol/L=1.0×10^-9mol/L；
已知溶液中氢氧根离子的浓度为10^-10mol/L，则Qc=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=1×（10^-10）²=10^-20＜Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，所以没有氢氧化铜沉淀生成，
故答案：1.0×10^-9mol/L；无；
（3）将20mL Al₂（SO₄）₃溶液与等物质的量浓度的Ba（OH）₂溶液70mL混合，则二者的物质的量之比为2：7，则反应时铝离子与氢氧根离子的物质的量之比为1：3.5，所以有部分氢氧化铝转化为偏铝酸根离子，其离子方程式为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+7OH^-═AlO₂^-+Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓+2H₂O；
故答案为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+7OH^-═AlO₂^-+Al（OH）₃↓+3BaSO₄↓+2H₂O．

点评 本题考查了物质分离与提纯方法的综合应用，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．