(10分)以下是某实验小组用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行提纯实验,得到纯净硫酸铜晶体的流程:(已知数据:lg2=0.3;lg5=0.7)
请回答下列问题:
(1)①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是 。
②步骤Ⅱ是为了除去Fe2+,常加入氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质最适合的是________。
A.KMnO4 B.H2O2 C.Cl2水 D.HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的________。
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu
(2)已知常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,分别写出Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH=________并写出步骤Ⅱ调节溶液pH的合理范围______。
(1)①加适量水溶解,搅拌,过滤;②B、 C (2) 4 Cu2+开始沉淀时c(OH-)=[KSP/c(Cu2+)]1/2=(3.0×10-20/3.0)1/2=10-10 mol·L-1 c(H+)=10-4 mol·L-1
pH=-lg c(H+)= 4
Fe3+完全沉淀时的c(OH-)=[KSP/c(Fe2+)]1/3=[8.0×10-38/(1.0×10-5)] 1/3=2.0×10-11 mol·L-1
c(H+)=5.0×10-4 mol·L-1 pH=-lg c(H+)=-lg(5.0×10-4) =3.3所以溶液的pH应调节在3.3到4之间
【解析】
试题分析:(1)硫酸铜中含硫酸亚铁等杂质,①步骤I的目的是除不溶性杂质,则应先溶解再过滤,则操作是加适量水溶解,搅拌,过滤;②H2O2可以将Fe2+氧化成Fe3+,自身还原为H2O且不会引入杂质,所以该氧化剂最适合的是B,除去Cu2+中的Fe3+,根据Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入能与H+反应的物质且不引入杂质,该物质可以是Cu、CuO、CuCO3 、Cu2(OH)2CO3;选C。
(2)Cu2+开始沉淀时c(OH-)=[KSP/c(Cu2+)]1/2=(3.0×10-20/3.0)1/2=10-10 mol·L-1 c(H+)=10-4 mol·L-1 pH=-lg c(H+)= 4 ;Fe3+完全沉淀时的c(OH-)=[KSP/c(Fe2+)]1/3=[8.0×10-38/(1.0×10-5)] 1/3=2.0×10-11 mol·L-1 c(H+)=5.0×10-4 mol·L-1 pH=-lg c(H+)=-lg(5.0×10-4) =3.3所以溶液的pH应调节在3.3到4之间。
考点:考查物质的分离和提纯的方法和基本操作综合应用。
科目:高中化学 来源:2014-2015江西省德镇市高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列说法正确的是
A.碘是人体必需的微量元素,所以要多吃含I2的食盐
B.半导体材料是含硅化合物
C.熔化烧碱可选用瓷坩埚
D.正长石KAlSi3O8用氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市名校高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
镁、铝和铜的混合物中依次加入过量盐酸、过量烧碱溶液并充分反应后,原混合物中金属的最终存在形式正确的是
A.Mg2+ B.Al3+ C.AlO2- D.Cu(OH)2
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市名校高二上学期期末化学文科试卷(解析版) 题型:选择题
除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),所用试剂和方法错误的是
A.Cu (CuO),加盐酸,过滤 B.Na2CO3 (NaHCO3)固体,加热
C.KNO3 (K2SO4),加BaCl2溶液,过滤 D.MgO (Al2O3),加烧碱溶液,过滤
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市名校高二上学期期末化学(理)试卷(解析版) 题型:选择题
某烃在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯代物,1 mol它在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气179.2 L(标准状况下),它该烃的结构简式是
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市名校高二上学期期末化学(理)试卷(解析版) 题型:选择题
若常温下溶液中由水电离产生的c (OH-)=1×10-14mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是:
A.Al3+ Na+ NO3- Cl- B.K+ Na+ Cl- NO3-
C.K+ Na+ Cl- AlO2- D.K+ NH4+ SO42- NO3-
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市高二上学期期末考试化学(文)试卷(解析版) 题型:选择题
家用食醋的主要成分是醋酸(CH3COOH),它的官能团是
A.-COOH B.-CH3 C.-OH D.-H
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科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省娄底市高一上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
“神舟八号”飞船成功发射升空,开启了与“天宫一号”交会对接之旅。下列物质在一定条件下均可产生氧气,其中能用在宇航员呼吸面具中提供氧气的物质是
A.KMnO4 B.Na2O2 C.KClO3 D.H2O2
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