题目内容

【题目】(一)常温时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3。则溶液中c(NH4+)+c(NH3·H2O)_______c (Al3+) + c[Al(OH)3](填“﹥”、“﹤”或“=”);2c(SO42-)- c(NH4+)-3c(Al3+)=________mol·L-1(填数值)。

(二)金属氢氧化物在酸中的溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下饱和溶液的浓度(mol·L1)如图所示。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是________(填化学式)。

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为______。

A.<1 B.4左右 C.>6

(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,_____ (填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是_______________________。

(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除加入酸外,还可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,写出发生反应的离子方程式______________________。

(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表。

物质

FeS

MnS

CuS

Ksp

6.3×1018

2.5×1013

1.3×1036

物质[]

PbS

HgS

ZnS

Ksp

3.4×1028

6.4×1053

1.6×1024

某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的________(填字母)除去它们。

A.NaOH B.FeS C.Na2S

【答案】 = l.0×l0-3(或l.0×l0-3-l.0×l0-11) Cu2+ B 不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小 Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH+4H2O B

【解析】(一) 0.1molL-1NH4Al(SO4)2溶液的PH=3是因为铵根离子和铝离子的发生水解造成的,据物料守恒和电荷守恒分析;

(二)(1)根据题干的图形分析判断;

(2)除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右;
(3)Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小;
(4)Cu(OH)2中加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2+;

(5)根据难溶物的溶度积常数,使三种离子生成沉淀,同时又不引入其它离子。

(一)据物料守恒,NH4Al(SO4)2中N原子与Al原子个数比为1:1,所以c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(Al3+)+c(Al(OH)3);根据电荷守恒得2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=10-3molL-1-10-11molL-1=10-3-10-11molL-1,正确答案为:=;10-3-10-11;

(二)(1)由图可知,在pH=3时溶液中不会出现Cu(OH)2沉淀,所以溶液中铜元素的主要存在形式是Cu2+,正确答案:Cu2+;

(2)除去Fe3+的同时必须保证Cu2+不能沉淀,因此pH应保持在4左右Fe3+沉淀完全,正确答案为:B;
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,不能通过调节溶液pH的方法来除去,因为从图示关系可看出,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法控制溶液的pH,
正确答案为:不能;Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小;

(4)Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),加入氨水后生成难电离的[Cu(NH3)4]2+,促进Cu(OH)2的溶解,反应的离子方程式:Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH+4H2O,正确答案:Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH+4H2O;

(5) 根据难溶物的溶度积常数,使三种离子生成沉淀,氢氧化钠和硫化钠都易溶于水,所以最好选择难溶于水的FeS,使三种杂质离子转化为更难溶解的金属硫化物沉淀,同时又不会引入其他离子,正确选项B。

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