Question

10．以下是25℃時幾種難溶電解質(zhì)的溶解度：

難溶電解質(zhì)	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(zhì)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(zhì)Fe³⁺，先將混合物溶于水，再加入一定量的試劑反應(yīng)，過濾結(jié)晶即可；  ②為了除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe³⁺，先將混合物溶于水，再加入足量的氫氧化鎂，充分反應(yīng)，過濾結(jié)晶即可；  ③為了除去硫酸銅晶體中的雜質(zhì)Fe²⁺，先將混合物溶于水，再加入一定量的H₂O₂，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，調(diào)節(jié)溶液的pH=4，過濾結(jié)晶即可．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，F(xiàn)e³⁺、Fe²⁺ 都被轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃（填名稱）而除去．
（2）①中加入的試劑應(yīng)該選擇氨水為宜，其原因是不會引入新的雜質(zhì)．
（3）②中除去Fe³⁺時所發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺（aq）+3Mg（OH）₂（s）═3Mg²⁺（aq）+2Fe（OH）₃（s）．
（4）下列與方案③相關(guān)的敘述中，正確的是ACDE（填字母）．
A．H₂O₂是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質(zhì)，不產(chǎn)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沉淀難過濾
C．調(diào)節(jié)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

分析 ①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)加氨水使Fe³⁺沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；
②中根據(jù)溶解度表可知Mg（OH）₂易轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)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，F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺都被轉(zhuǎn)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(zhì)；
（3）除去氯化鎂晶體中的雜質(zhì)Fe³⁺，加入氫氧化鎂，可消耗酸，調(diào)節(jié)溶液pH，促進水解；
（4）A．根據(jù)H₂O₂是綠色氧化劑，在氧化過程中不引進雜質(zhì)、不產(chǎn)生污染；
B．根據(jù)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(yīng)．H⁺反應(yīng)后，PH增大，當PH=4的時候，F(xiàn)e（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(zhì)；
D．根據(jù)溶度積計算；
E．在pH＞4的溶液中Fe³⁺全部以Fe（OH）₃完全沉淀．

解答 解：①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)加氨水使Fe³⁺沉淀，而不能用氫氧化鈉溶液；
②中根據(jù)溶解度表可知Mg（OH）₂易轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)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(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，故答案為：Fe（OH）₃；
（2）①中為了不引入其他雜質(zhì)離子，應(yīng)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(zhì)；
（3）②中根據(jù)溶解度表可知Mg（OH）₂易轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃，發(fā)生Fe³⁺：2Fe³⁺（aq）+3Mg（OH）₂（s）═3Mg²⁺（aq）+2Fe（OH）₃（s），
故答案為：2Fe³⁺（aq）+3Mg（OH）₂（s）═3Mg²⁺（aq）+2Fe（OH）₃（s）；
（4）A．H₂O₂是綠色氧化劑，還原產(chǎn)物為水，在氧化過程中不引進雜質(zhì)、不產(chǎn)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(yīng)．H⁺反應(yīng)后，PH增大，當PH=4的時候，F(xiàn)e（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(zhì)，故C正確；
D．由表中數(shù)據(jù)可知Cu（OH）₂的溶解度為1.7×10^-6g，則飽和溶液的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正確；
E．由表中數(shù)據(jù)可知Fe（OH）₃的溶解度為3×10^-9g，則飽和溶液的c（OH^-）=3c（Fe（OH）₃）=$\frac{\frac{3×1{0}^{-9}}{107g/mol}}{0.1L}×3$=3.0×10^-10mol/L，則在pH＞4的溶液中Fe³⁺全部以Fe（OH）₃完全沉淀，F(xiàn)e³⁺一定不能大量存在，故E正確；
故選：ACDE．

點評 本題以難溶電解質(zhì)的溶解平衡為載體綜合考查物質(zhì)的分離、提純，為高頻考點，側(cè)重學生的分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握鹽類水解的原理以及溶解平衡的理解和運用，難度中等．