Question

工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用水蒸汽加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌，使之溶解，反应如下：

CuO + 2HCl ＝ CuCl₂ + H₂O ，FeO + 2HCl ＝ FeCl₂ + H₂O。

已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe(OH)₂的形式完全沉淀；

pH≥4.4时，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式开始沉淀； pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式完全沉淀。

⑴为除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是                                     。

⑵工业上为除去溶液中的Fe²⁺，常使用NaClO，当向溶液中加入NaClO后，可能发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。溶液的pH变化是      。

⑶若此溶液只含Fe³⁺时，要调整pH在3～4之间，此时最好向溶液中加入          。

(4)已知溶液中c(Cu²⁺)与溶液pH的关系为lg c(Cu²⁺)＝8.6－2pH，若溶液中c(Cu²⁺)为1 mol/L，要保证此溶液中Cu²⁺刚好不发生Cu(OH)₂沉淀，则溶液pH应为___________，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全_________(填“能”或“否”)。

Answer 1

⑴根据题意可知，当Fe²⁺以Fe(OH)₂的形式完全沉淀时，Cu²⁺已经沉淀完毕，因此欲除去Fe²⁺，应先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH在3～4之间。

⑵根据题意当氧化剂选用NaClO时，NaClO先将Fe²⁺氧化，然后再和Fe³⁺发生双水解反应，其反应的离子方程式可表示为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe(OH)₃↓+3HClO，很显然，随着反应的进行，溶液的pH增大，Fe³⁺同样开始沉淀。

⑶在调整pH的同时应不带入新的杂质离子，因此可选用难溶于水的氧化铜或氢氧化铜等固体。

⑷当c(Cu²⁺)为1 mol/L时，代入关系式lg c(Cu²⁺)＝8.6－2pH，可解得pH=4.3，此时溶液中的Fe³⁺能沉淀完全。