Question

9．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．
（1）为除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH在3～4之间．
（2）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2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO．溶液的pH变化是增大．
（3）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CuO或Cu（OH）₂．
（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1mol/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4.3，此时溶液中的铁离子能否沉淀完全能（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）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，所以除去亚铁离子时不能除去铜离子，则应该调节溶液pH且将亚铁离子转化为铁离子；
（2）亚铁离子具有还原性、次氯酸根离子具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成铁离子和氯离子，铁离子和次氯酸根离子能发生双水解反应；
（3）在调整pH的同时应不带入新的杂质离子，加入的固体要和氢离子反应；
（4）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，再结合铁离子和pH关系判断铁离子是否完全沉淀．

解答 解：（1）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，所以其采用的方法是：先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH在3～4之间，
故答案为：先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH在3～4之间；
（2）根据题意当氧化剂选用NaClO时，NaClO先将Fe²⁺氧化，次氯酸根离子和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，氢离子浓度降低，则溶液的pH增大，Fe³⁺同样开始沉淀，
故答案为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO；增大；
（3）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，
故答案为：CuO或Cu（OH）₂；
（4）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，
故答案为：4.3；能．

点评 本题考查物质分离、提纯的综合应用，明确物质性质是解本题关键，侧重考查学生获取信息利用信息解答问题能力，注意除杂时不能引进新的杂质，注意亚铁离子除去方法，题目难度不大．