Question

3．工業(yè)上制備CuCl₂時，是將濃鹽酸用水蒸汽加熱至80°C左右，慢慢加入粗制CuO粉（含雜質(zhì)Fe₂O₃、FeO），充分攪拌，使之溶解，已知：pH≥7.6時，F(xiàn)e²⁺以Fe（OH）₂的形式開始沉淀，pH≥9.6時，F(xiàn)e²⁺沉淀完全；pH≥4.4時，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式開始沉淀，pH≥6.4時，Cu²⁺沉淀完全；pH≥2.7時，F(xiàn)e³⁺以Fe（OH）₃的形式開始沉淀，pH≥3.7時，F(xiàn)e³⁺沉淀完全．
（1）為除去溶液中的Fe²⁺，可采用的方法是向溶液中加入足量過氧化氫，充分反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾．
（2）工業(yè)上為除去溶液中的Fe³⁺，常使用NaClO，當向溶液中加入NaClO后，溶液的pH變化是一定增大．
（3）若此溶液中只含F(xiàn)e³⁺時，要調(diào)整pH在3.7～4.4之間，此時最好向溶液中加入CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃．
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）與pH的關(guān)系為lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L，則此溶液的pH為4.3，此時溶液中Fe³⁺能否沉淀完全：能（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）題給信息可知，F(xiàn)e²⁺開始沉淀時，Cu²⁺已經(jīng)沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全時，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，應(yīng)先加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺沉，再調(diào)節(jié)溶液pH，注意不能引入雜質(zhì)離子；
（2）NaClO為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反應(yīng)生成HClO而導(dǎo)致溶液pH增大，氧化亞鐵離子時會有氫離子參加，也導(dǎo)致溶液pH增大；
（3）使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH，所加物質(zhì)能與酸反應(yīng)，注意不能引入新雜質(zhì)；
（4）根據(jù)關(guān)系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH計算溶液pH，再結(jié)合pH≥3.7時Fe³⁺沉淀完全判斷．

解答 解：（1）題給信息可知，F(xiàn)e²⁺開始沉淀時，Cu²⁺已經(jīng)沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全時，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，應(yīng)先加入氧化劑，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺沉，再調(diào)節(jié)溶液pH，具體方法為：向溶液中加入足量過氧化氫或氯水，充分反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾，
故答案為：向溶液中加入足量過氧化氫或氯水，充分反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH在3.7～4.4之間，最后過濾；
（2）NaClO為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，則加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反應(yīng)生成HClO而導(dǎo)致溶液pH增大，氧化亞鐵離子時會有氫離子參加，也導(dǎo)致溶液pH增大，
故答案為：一定增大；
（3）使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH，所加物質(zhì)能與酸反應(yīng)，注意不能引入新雜質(zhì)，則則可用CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃，
故答案為：CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃；
（4）若溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L，根據(jù)關(guān)系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，可知溶液pH=4.3，pH≥3.7時Fe³⁺沉淀完全，故溶液中Fe³⁺沉淀完全，
故答案為：4.3；能．

點評 本題考查實驗方案設(shè)計、物質(zhì)分離提純等，注意根據(jù)離子開始沉淀與沉淀完全的pH進行分析解答，側(cè)重考查學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析與遷移應(yīng)用，難度中等．