Question

11．用含少量铁的氧化物的氧化铜制取硫酸铜晶体（ CuSO₄．xH₂O）．其流程如下：

已知：在pH为4～5时，Fe³⁺几乎完全水解而沉淀，而此时Cu²⁺却几乎不水解．
（1）溶液A中可能含有Fe²⁺，确定该溶液中Fe²⁺存在的试剂是C（填序号）
A．H₂O₂    B．NaOH    C．酸性KMnO₄   D．KSCN
（2）欲用（1）中选择的检验试剂测定溶液A中Fe²⁺的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的检验试剂的溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、250ml容量瓶外，还需胶头滴管，下列滴定方式中，最合理的是b（夹持部分略去）

判断达到滴定终点的方法是滴入最后一滴溶液变为紫红色且半分钟不褪色．
写出滴定反应的离子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（3）试剂1为稀硫酸，试剂2的作用为将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，操作1的名称为过滤．
（4）要得到较纯的产品，试剂3可选用bde．
a．NaOH    b．CuO    c．FeO    d．Cu（OH）₂    e．Cu₂（0H）2CO₃．

Answer 1

分析 用含少量铁的氧化物的氧化铜加试剂1为硫酸，溶解样品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加试剂2为氧化剂，最好加入绿色氧化剂过氧化氢，把亚铁离子氧化为铁离子，再加入试剂3调节pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，但需要加入的试剂3不能引入新的杂质，过滤得到的滤液为CuSO₄溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铜晶体；
（1）亚铁离子的检验方法是利用加入的KSCN溶液不变色，再加入氯水，溶液变红色设计检验，但溶液中含有铁离子，所以不能用KSCN检验，可以利用亚铁离子具有还原性，可以和高锰酸钾溶液反应使之褪色；
（2）根据配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液所需仪器和高锰酸钾的性质来分析，高锰酸钾溶液具有强氧化性，不能用碱式滴定管，高锰酸钾溶液是紫红色，滴入最后一滴溶液变为紫红色且半分钟不褪色证明反应达到终点，亚铁离子酸性溶液中被高锰酸根离子氧化为铁离子，本身被还原为锰离子；
（3）流程分析用含少量铁的氧化物的氧化铜加试剂1为硫酸，溶解样品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加试剂2为氧化剂，把亚铁离子氧化为铁离子，再加入试剂3调节pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，但需要加入的试剂3不能引入新的杂质，过滤得到的滤液为CuSO₄溶液；
（4）上述分析可知要得到较纯的产品，试剂3和酸反应但不能引入其他杂质，应是含铜离子的试剂．

解答 解：用含少量铁的氧化物的氧化铜加硫酸溶解生成硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁，加氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子，再调节pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的滤液为硫酸铜溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铜晶体；
（1）亚铁离子的检验方法是利用加入的KSCN溶液不变色，再加入氯水，溶液变红色设计检验，但溶液中含有铁离子，所以不能用KSCN检验，可以利用亚铁离子具有还原性，可以和高锰酸钾溶液反应使之褪色，
A．加入 H₂O₂  可以氧化亚铁离子，但现象不明显，故A不符合；
B．加入NaOH溶液，铁离子、亚铁离子都会生成沉淀，反应现象不明显，不能检验亚铁离子的存在，故B不符合；    
C．酸性KMnO₄ 具有氧化性氧化亚铁离子会褪色，故C符合；
D．KSCN遇到铁离子形成血红色溶液，不能检验亚铁离子的存在，故D不符合；
故答案为：C；
（2）根据配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液所需仪器和高锰酸钾的性质来分析，要配制一定物质的量浓度的检验试剂的溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、250ml容量瓶外，还需胶头滴管；高锰酸钾溶液具有强氧化性，不能用碱式滴定管，高锰酸钾溶液是紫红色，滴入最后一滴溶液变为紫红色且半分钟不褪色证明反应达到终点，亚铁离子酸性溶液中被高锰酸根离子氧化为铁离子，本身被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案为：胶头滴管；b；滴入最后一滴溶液变为紫红色且半分钟不褪色；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）流程分析用含少量铁的氧化物的氧化铜加试剂1为硫酸，溶解样品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加试剂2为氧化剂，最好加入绿色氧化剂过氧化氢，把亚铁离子氧化为铁离子，再加入试剂3调节pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，但需要加入的试剂3不能引入新的杂质，过滤得到的滤液为CuSO₄溶液；
故答案为：稀硫酸，将溶液A中Fe²⁺转化为Fe³⁺；过滤；
（4）上述分析可知要得到较纯的产品，试剂3和酸反应但不能引入其他杂质，应是含铜离子的试剂，
a．NaOH和酸反应可以调节溶液PH，但会引入钠离子，故a不符合；    
b．CuO和酸反应可以调节溶液PH且不引入杂质，故b符合；
c．FeO和酸反应可以调节溶液PH，但会引入亚铁离子，故c不符合；    
d．Cu（OH）₂ 和酸反应可以调节如PH且不引入杂质离子，故d符合；
e．Cu₂（0H）₂CO₃和酸反应可以调节溶液PH且不引入杂质离子，故e符合；
故答案为：bde．

点评 本题考查了物质分离和提纯的分析判断，主要是物质性质分析，实验过程分析应用，滴定实验的操作方法和仪器的使用注意问题，除杂试剂的选择是解题关键，题目难度中等．