Question

2．（1）刘安《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”是古代湿法炼铜的真实写照．除去CuSO₄溶液中少量的Fe²⁺，可以按照下面的流程进行：

已知：Fe²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺三种离子开始沉淀和完全沉淀时溶液pH值如表：

金属 离子	pH
	开始沉淀	完全沉淀
Fe2+	7.6	9.6
Cu2+	4.4	6.4
Fe3+	2.7	3.7

①下列物质中适合作为试剂X的是A
A．H₂O₂                 B．KMnO₄C．HNO₃                D．Cl₂
②加入的Y及调节的pH范围是A
A．Cu（OH）₂ 3.7～4.3     B．CuO  3.7～6.4
C． NaOH  3.7～4.2       D．NH₃•H₂O 3.7～4.0
（2）已知常温下，K_spCu（OH）₂]=2×10^-20，通过上述流程得到的CuSO₄溶液中，c（Cu²⁺）=0.02mol/L，如要生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH大于5．

Answer 1

分析 （1）除去CuSO₄溶液中少量的Fe²⁺，由表中数据可知，Fe³⁺易生成沉淀，可先加入氧化剂生成Fe³⁺，然后在加入Cu（OH）₂、CuO等调节溶液的pH，生成氢氧化铁沉淀，过滤得到硫酸铜溶液；
（2）根据K_spCu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c（OH^-），计算c（OH^-），进而计算pH．

解答 解：（1）除去CuSO₄溶液中少量的Fe²⁺，由表中数据可知，Fe³⁺易生成沉淀，可先加入氧化剂生成Fe³⁺，然后在加入Cu（OH）₂、CuO等调节溶液的pH，生成氢氧化铁沉淀，过滤得到硫酸铜溶液，
①加入氧化剂，将Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，为避免引入杂质，可加入H₂O₂，故答案为：A；
②加入Cu（OH）₂、CuO等调节溶液的pH，由表中数据可知，调节pH范围为3.7～4.3，可保证氢氧化铁完全沉淀，且不生成氢氧化铜沉淀，故答案为：A；
（2）K_spCu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c（OH^-）=2×10^-20，c（Cu²⁺）=0.02mol/L，则c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{0.02}}$mol/L=10^-9mol/L，则c（H⁺）=10^-5mol/L，pH=5，
故答案为：5．

点评 本题考查较为综合，涉及物质的分离、提纯以及难溶电解质的溶解平衡，侧重考查学生的分析、实验和计算能力，注意把握题给信息以及物质的性质，把握相关计算公式的运用，难度不大．