Question

【題目】以下是25℃時幾種難溶電解質的溶解度：

難溶電解質	Mg(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶解度/g	9×10-4	1.7×10-6	1.5×10-4	3.0×10-9

在無機化合物的提純中，常利用難溶電解質的溶解平衡原理除去某些離子。例如：

①為了除去氯化銨中的雜質Fe3+，先將混合物溶于水，加入一定量的試劑反應，過濾結晶。

②為了除去氯化鎂晶體中的雜質Fe3+，先將混合物溶于水，加入足量的氫氧化鎂，充分反應，過濾結晶。

③為了除去硫酸銅晶體中的雜質Fe2+，先將混合物溶于水，加入一定量的H2O2，將Fe2+氧化成Fe3+，調節溶液的pH=4，過濾結晶。

請回答下列問題：

（1）上述三個除雜方案都能夠達到很好的效果，Fe2+、Fe3+都被轉化為____而除去。

（2）①中加入的試劑應該選擇______為宜，其原因是______。

（3）②中除去Fe3+所發生的總反應的離子方程式為_____。

（4）下列與方案③相關的敘述中，正確的是_____(填字母)。

A.H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質、不產生污染

B.將Fe2+氧化為Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀較難過濾

C.調節溶液pH=4可選擇的試劑是氫氧化銅或堿式碳酸銅

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

Answer 1

【答案】氫氧化鐵 氨水 不會引入新的雜質 2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s) ACDE

【解析】

①中為了不引入其他雜質離子，應加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；

②中根據溶解度表可知Mg(OH)2易轉化為Fe(OH)3，因此在氯化鎂溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般將Fe2＋先氧化成Fe3＋，再調節溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，上述三個除雜方案都能夠達到很好的效果，Fe2＋、Fe3＋都被轉化為Fe(OH)3而除去；

(2)除去鐵離子，可加入氨水，防止引入其它雜質；

(3)除去氯化鎂晶體中的雜質Fe3＋，加入氫氧化鎂，可消耗酸，調節溶液pH，促進水解；

(4)A．根據H2O2是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質、不產生污染；

B．根據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．原來溶液是酸性較強，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅可以與H＋反應．H＋反應后，pH增大，當pH＝4的時候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋還沒沉淀，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會引入新的雜質；

D．根據溶度積計算；

E．在pH＞4的溶液中Fe3＋全部以Fe(OH)3完全沉淀。

①中為了不引入其他雜質離子，應加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；

②中根據溶解度表可知Mg(OH)2易轉化為Fe(OH)3，因此在氯化鎂溶液中加入足量的Mg(OH)2可除去Fe3＋；

③由于Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，所以一般將Fe2＋先氧化成Fe3＋，再調節溶液的pH＝4，形成Fe(OH)3沉淀；

(1)由以上分析可知Fe3＋、Fe2＋都被轉化為氫氧化鐵沉淀，故答案為：氫氧化鐵；

(2)①中為了不引入其他雜質離子，應加氨水使Fe3＋沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液，故答案為：氨水；不會引入新的雜質；

(3)②中根據溶解度表可知Mg(OH)2易轉化為Fe(OH)3，發生反應：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s)，故答案為：2Fe3＋(aq)＋3Mg(OH)2(s)3Mg2＋(aq)＋2 Fe(OH)3(s)；

(4)A．H2O2是綠色氧化劑，還原產物為水，在氧化過程中不引進雜質、不產生污染，故A正確；

B．Fe(OH)2的溶解度大于Fe(OH)3，將Fe2＋氧化為Fe3＋的主要原因是防止沉淀不完全，故B錯誤；

C．原來溶液是酸性較強，加入氫氧化銅或堿式碳酸銅可以與H＋反應．H＋反應后，pH增大，當pH＝4的時候，Fe(OH)3完全沉淀，而Cu2＋還沒沉淀．而氫氧化銅或堿式碳酸銅是固體，不會引入新的雜質，故C正確；

D．由表中數據可知Cu(OH)2的溶解度為1.7×106g，則飽和溶液的c(OH)＝2c(Cu(OH)2)＝×2≈3.4×107mol/L＞1×1010mol/L，所以Cu2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中，故D正確；

E．由表中數據可知Fe(OH)3的溶解度為3×109g，則飽和溶液的c(OH)＝3c(Fe(OH)3)＝×3＝3.0×1010mol/L，則在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正確；

故答案為：ACDE。