Question

3．工业上制备CuCl₂时，是将浓盐酸用水蒸汽加热至80°C左右，慢慢加入粗制CuO粉（含杂质Fe₂O₃、FeO），充分搅拌，使之溶解，已知：pH≥7.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式开始沉淀，pH≥9.6时，Fe²⁺沉淀完全；pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式开始沉淀，pH≥6.4时，Cu²⁺沉淀完全；pH≥2.7时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式开始沉淀，pH≥3.7时，Fe³⁺沉淀完全．
（1）为除去溶液中的Fe²⁺，可采用的方法是向溶液中加入足量过氧化氢，充分反应后，调节pH在3.7～4.4之间，最后过滤．
（2）工业上为除去溶液中的Fe³⁺，常使用NaClO，当向溶液中加入NaClO后，溶液的pH变化是一定增大．
（3）若此溶液中只含Fe³⁺时，要调整pH在3.7～4.4之间，此时最好向溶液中加入CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃．
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）与pH的关系为lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu²⁺）为1mol/L，则此溶液的pH为4.3，此时溶液中Fe³⁺能否沉淀完全：能（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）题给信息可知，Fe²⁺开始沉淀时，Cu²⁺已经沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全时，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，应先加入氧化剂，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺沉，再调节溶液pH，注意不能引入杂质离子；
（2）NaClO为强碱弱酸盐，水解呈碱性，则加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反应生成HClO而导致溶液pH增大，氧化亚铁离子时会有氢离子参加，也导致溶液pH增大；
（3）使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，应调节溶液的pH，所加物质能与酸反应，注意不能引入新杂质；
（4）根据关系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH计算溶液pH，再结合pH≥3.7时Fe³⁺沉淀完全判断．

解答 解：（1）题给信息可知，Fe²⁺开始沉淀时，Cu²⁺已经沉淀完全，而Fe³⁺沉淀完全时，Cu²⁺未沉淀，故除去溶液中Fe²⁺，应先加入氧化剂，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺沉，再调节溶液pH，具体方法为：向溶液中加入足量过氧化氢或氯水，充分反应后，调节pH在3.7～4.4之间，最后过滤，
故答案为：向溶液中加入足量过氧化氢或氯水，充分反应后，调节pH在3.7～4.4之间，最后过滤；
（2）NaClO为强碱弱酸盐，水解呈碱性，则加入NaClO，溶液的pH一定增大，另外NaClO可以酸反应生成HClO而导致溶液pH增大，氧化亚铁离子时会有氢离子参加，也导致溶液pH增大，
故答案为：一定增大；
（3）使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，应调节溶液的pH，所加物质能与酸反应，注意不能引入新杂质，则则可用CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃，
故答案为：CuO 或Cu（OH）₂或CuCO₃；
（4）若溶液中c（Cu²⁺）为1mol/L，根据关系式：lgc（Cu²⁺）=8.6-2pH，可知溶液pH=4.3，pH≥3.7时Fe³⁺沉淀完全，故溶液中Fe³⁺沉淀完全，
故答案为：4.3；能．

点评 本题考查实验方案设计、物质分离提纯等，注意根据离子开始沉淀与沉淀完全的pH进行分析解答，侧重考查学生对数据的分析与迁移应用，难度中等．