Question

氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等．为获得纯净的氧化铜，某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：

经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH如下：

物质	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质．所需操作的名称是　溶解、过滤　．

（2）步骤Ⅱ的目的是除硫酸亚铁．操作步骤是先滴加H₂O₂溶液，稍加热，当Fe²⁺转化完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，搅拌，以调整溶液pH在一定范围之内，加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1．

①写出用H₂O₂溶液除去硫酸亚铁的离子方程式　　．

②调整pH 的范围应该在　　之间．

（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO₄•5H₂O晶体．操作是将溶液加热蒸发至有晶膜出现时，停止加热，　　，水浴加热烘干．采用水浴加热的原因是　　．

（4）该同学用CuSO₄溶液进行如下探究实验：

取A、B两支试管，分别加入 2mL 5% H₂O₂溶液，再向H₂O₂溶液中分别滴入0.1mol•L^﹣1FeCl₃和CuSO₄ 溶液各1mL，摇匀，观察到滴入FeCl₃ 溶液的试管产生气泡更快，由此得到结论：Fe³⁺对H₂O₂溶液分解的催化效率比Cu²⁺高，该同学的结论是否正确　　（填正确或错误），请说明原因　　．

Answer 1

考点：  难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；铜金属及其重要化合物的主要性质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用．

专题：  几种重要的金属及其化合物．

分析：  （1）除去不溶性杂质的操作是过滤；

（2）H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；

（3）将CuSO₄溶液加热蒸发至有晶体析应进行冷却结晶，注意温度不能过高，防止晶体分解；

（4）要排除阴离子的干扰．

解答：  解：（1）除去混合物中不溶性的杂质，可以先溶解、在过滤，在溶解的过程中必须用玻璃棒搅拌，故答案为：溶解、过滤；

（2）①加H₂O₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；

②加H₂O₂已将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，Fe³⁺只能存在于酸性溶液中，当溶液的pH大于1.4时，Fe³⁺开始水解生成沉淀，当溶液的pH等于3.7时，Fe³⁺已完全水解为沉淀，为防止生成Cu（OH），pH应小于6.0，故答案为：3.7～6.0；

（3）将CuSO₄溶液加热蒸发至有晶体析出现时，即饱和状态，停止加热，冷却结晶，然后用水浴加热烘干就可得到CuSO₄•5H₂O晶体，注意温度不能过高，防止晶体分解，

故答案为：冷却结晶；防止CuSO₄•5H₂O晶体分解；

（4）加入FeCl₃和CuSO₄溶液，二者阴离子不同，不能排除阴离子的干扰，

故答案为：错误；根据控制变量的思想，所用溶液的阴离子不同，无法比较阳离子的催化效率．

点评：  本题是一道实验探究题，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，考查了常见物质分离的方法，解答时要依据题干提供信息，结合相关知识细心分析解答．