Question

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	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Fe^3＋，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Fe^3＋，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Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，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，Fe^2＋、Fe^3＋都被转化为_______（填化学式）而除去。

（2）①中加入的试剂应该选择_________为宜，其原因是_____________。

（3）②中除去Fe^3＋所发生的离子方程式为__________________________。

（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是__________________（填字母，多选不得分，少选得1分）。

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Fe^2＋氧化为Fe^3＋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Fe^3＋一定不能大量存在

Answer

（1）Fe(OH)3

（2）氨水 不会引入新的杂质

（3）2Fe3++3Mg(OH)2===3Mg2++2Fe(OH)3

（4）ACDE（无先后之分，填字母，多选不得分，少选得1分）

【解析】

试题分析：

（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe2＋、Fe3＋都被转化为Fe(OH)3而除去。

（2）①中加入的试剂应该选择是使溶液的pH增大而又不引入新的杂质离子，所以应该加入氨水；

（3）根据题意可知在②中除去Fe3＋所发生的离子方程式为2Fe3+ + 3Mg(OH)2= 3Mg2+ + 2Fe(OH)3；

（4）A. H2O2能够把Fe2＋氧化为Fe3＋，而其本身被还原为H2O。不引进杂质、不产生污染，正确；B．将Fe2＋氧化为Fe3＋的主要原因是Fe(OH)2沉淀与Mg(OH)2沉淀d的溶解度接近不容易分离除去，错误；③ 除去杂质的原则是不增，不减。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＋，然后加入氢氧化铜或碱式碳酸铜、CuO，消耗溶液中的H+，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可。正确；D．若溶液的pH＝4 ，则c(H+)=10-4，c(OH-)=10-10，Cu(OH)2的浓度是10-10÷2=5×10-9，25℃时Cu(OH)2的溶解度是1.7×10－6，饱和溶液的浓度是1.7×10－6g÷98g/mol÷0.1L=1.7×10-7mol/L>>5×10-9 mol/L，因此Cu2+可以大量存在于中，正确；E．若溶液的pH>4，则c(OH-)>10-10mol/L, Fe(OH)3的浓度应该大于3.3×10-11；25℃时Fe(OH)3的溶解度是3.0×10－9g,则该物质的饱和溶液的浓度是：3.0×10－9g ÷107g/mol÷0.1L=2.8×10－10>3.3×10-11；所以Fe3＋一定不能大量存在。正确。

考点：考查杂质的除去、反应条件的选择、离子方程式的书写及实验方案的设计与评价