题目内容

1．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，其原因是不会引入新的杂质．
（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．
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）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；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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8．如图：A处通入氯气，关闭B阀时，C处干燥红色布条无变化，打开B阀时，C处干燥的红色布条褪色．则下列说法正确的是（　　）
A．D中可以盛放浓硫酸B．D中可以盛放饱和食盐水
C．D中可以盛放水D．A处通入的是干燥的氯气
9．关于化学反应与能量的说法正确的是（　　）
A．镁条溶于盐酸是吸热反应B．中和反应是吸热反应
C．铝热反应属于吸热反应D．碳酸钙分解是吸热反应
6．下列物质在水中的电离方程式书写正确的是（　　）
A．NaOH═Na++O2-+H+B．MgCl2═Mg2++Cl22-
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13．在一块表面无锈的铁片上滴食盐水，放置一段时间后看到铁片上有铁锈出现．铁片腐蚀过程中发生的总化学方程式：2Fe+2H2O+O2═2Fe（OH）2，Fe（OH）2进一步被氧气氧化为Fe（OH）3，再在一定条件下脱水生成铁锈，其原理如图．下列说法正确的是（　　）
A．铁片发生还原反应而被腐蚀
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6．乙酰苯胺具有解热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，有“退热冰”之称，其制备原理如下：
+CH3COOH$\stackrel{△}{?}$+H2O
已知：
①苯胺易被氧化．
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表：
物质熔点沸点溶解度
乙酰苯胺114.3℃305℃微溶于冷水、易溶于热水
苯胺-6℃184.4℃微溶于水
醋酸16.6℃118℃易溶于水
实验步骤如下：
步骤1：在a中，加入9mL（0.10mol）苯胺、15mL（0.27mol）冰醋酸及少许锌粉，依照上图装置组装仪器．
步骤2：控制温度计读数在105℃左右，小火加热回流至反应完全．
步骤3：趁热将反应混合物倒入盛有100mL 冷水的烧杯中，冷却后抽滤（一种快速过滤方法）、洗涤，得到粗产品．
步骤4：将步骤3所得粗产品进一步提纯后，称得产品质量为10.8g．
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称为圆底烧瓶，所选仪器a的最佳规格是B（填序号）．
A.25mL       B.50mL       C.100mL        D.250mL
（2）实验中加入少许锌粉的目的是防止苯胺被氧化，同时起着沸石的作用．
（3）步骤2中，控制温度计读数在105℃左右的原因是温度过低不能蒸出反应所生成的水或温度过高未反应的乙酸蒸出．
（4）判断反应已基本完全的方法为锥形瓶不再有水增加．
（5）步骤3中趁热将混合物倒入盛有冷水的烧杯中，“趁热”的原因是若让反应混合物冷却，则固体析出沾在瓶壁上不易处理．
（6）步骤4中粗产品进一步提纯，该提纯方法是重结晶．
（7）本次实验的产率为80%．
13．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4•2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料．无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义．下图为石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示示意图．

（1）过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有CaSO4 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料．
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-；
（3）本工艺中所用的原料除CaSO4•2H2O，KCl外，还需要CaCO3（或CaO）、NH3、H2O等原料．
（4）过滤I操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液．检验滤液中含有CO32-的方法是用滴管取少量滤液于试管中，滴加盐酸，若产生气泡，证明滤液中含有CO32-；
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：
温度（℃）02060
K2SO4溶解的量（g）7.411.118.2
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体54 g．
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2•6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是ad （填序号）．
a．熔点较低（29℃熔化）   b．能导电
c．能制冷              d．无毒．
10．某课外小组探索利用废合金（含有铝、铁、铜）粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如图：

试回答下列问题：
（1）操作①的名称为过滤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒还有漏斗．
（2）写出A→D反应离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）滤液E经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体．
（4）由滤渣F制CuSO4溶液有途径I和途径Ⅱ两种，你认为最佳途径是途径Ⅱ，理由是途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境．
（5）一定温度下，某同学将绿矾配成约0.1mol•L-1FeSO4溶液，测得溶液的pH=3．请用离子方程式解释原因：Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；该溶液中c（SO${\;}_{4}^{2-}$）-c（Fe2+）=5×10-4mol•L-1（填数值）．
（6）若要测定所配溶液中Fe2+的准确浓度，取20.00mL溶液于锥形瓶中，可再直接用下列b（填编号）标准溶液进行滴定：
a．0.1mol•L-1NaOH溶液             b．0.02•L-1KMnO4酸性溶液
c．0.20mol•L-1KMnO4酸性溶液        d．0.10mol•L-1KSCN溶液
滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02 mol•L-1 KMnO4酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．
11．废旧显示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质．某课题小组以此玻璃粉末为原料，制得Ce（OH）4和硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]，流程设计如下：

已知：Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce4+有较强氧化性；Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液．
回答以下问题：
（1）反应①的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（2）反应②中H2O2的作用是氧化使Fe2+转化为Fe3+．
（3）反应③的离子方程式是2GeO2+6H++H2O2=2Ge3++4H2O+O2↑．
（4）已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：2Ce3+ （水层）+6HT（有机层）═2CeT3（有机层）+6H+（水层）
从平衡角度解释：向CeT3 （有机层）加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动．
（5）硫酸铁铵矾[Fe2（SO4）3•（NH4）2SO4•24H2O]广泛用于水的净化处理，其净水原理用离子方程式解释是Fe3++3H2O=Fe（OH）3+3H+．

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