Question

11．用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取硫酸銅晶體（ CuSO₄．xH₂O）．其流程如下：

已知：在pH為4～5時，Fe³⁺幾乎完全水解而沉淀，而此時Cu²⁺卻幾乎不水解．
（1）溶液A中可能含有Fe²⁺，確定該溶液中Fe²⁺存在的試劑是C（填序號）
A．H₂O₂    B．NaOH    C．酸性KMnO₄   D．KSCN
（2）欲用（1）中選擇的檢驗試劑測定溶液A中Fe²⁺的濃度，實驗前，首先要配制一定物質的量濃度的檢驗試劑的溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、250ml容量瓶外，還需膠頭滴管，下列滴定方式中，最合理的是b（夾持部分略去）

判斷達到滴定終點的方法是滴入最后一滴溶液變為紫紅色且半分鐘不褪色．
寫出滴定反應的離子方程式5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O．
（3）試劑1為稀硫酸，試劑2的作用為將溶液中的Fe²⁺轉化為Fe³⁺，操作1的名稱為過濾．
（4）要得到較純的產品，試劑3可選用bde．
a．NaOH    b．CuO    c．FeO    d．Cu（OH）₂    e．Cu₂（0H）2CO₃．

Answer 1

分析 用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，最好加入綠色氧化劑過氧化氫，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調節pH，鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液，蒸發濃縮、冷卻結晶得到氯化銅晶體；
（1）亞鐵離子的檢驗方法是利用加入的KSCN溶液不變色，再加入氯水，溶液變紅色設計檢驗，但溶液中含有鐵離子，所以不能用KSCN檢驗，可以利用亞鐵離子具有還原性，可以和高錳酸鉀溶液反應使之褪色；
（2）根據配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液所需儀器和高錳酸鉀的性質來分析，高錳酸鉀溶液具有強氧化性，不能用堿式滴定管，高錳酸鉀溶液是紫紅色，滴入最后一滴溶液變為紫紅色且半分鐘不褪色證明反應達到終點，亞鐵離子酸性溶液中被高錳酸根離子氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子；
（3）流程分析用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調節pH，鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液；
（4）上述分析可知要得到較純的產品，試劑3和酸反應但不能引入其他雜質，應是含銅離子的試劑．

解答 解：用含少量鐵的氧化物的氧化銅加硫酸溶解生成硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵，加氧化劑把亞鐵離子氧化為鐵離子，再調節pH，鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到的濾液為硫酸銅溶液，蒸發濃縮、冷卻結晶得到氯化銅晶體；
（1）亞鐵離子的檢驗方法是利用加入的KSCN溶液不變色，再加入氯水，溶液變紅色設計檢驗，但溶液中含有鐵離子，所以不能用KSCN檢驗，可以利用亞鐵離子具有還原性，可以和高錳酸鉀溶液反應使之褪色，
A．加入 H₂O₂  可以氧化亞鐵離子，但現象不明顯，故A不符合；
B．加入NaOH溶液，鐵離子、亞鐵離子都會生成沉淀，反應現象不明顯，不能檢驗亞鐵離子的存在，故B不符合；    
C．酸性KMnO₄ 具有氧化性氧化亞鐵離子會褪色，故C符合；
D．KSCN遇到鐵離子形成血紅色溶液，不能檢驗亞鐵離子的存在，故D不符合；
故答案為：C；
（2）根據配制一定物質的量濃度的KMnO₄溶液所需儀器和高錳酸鉀的性質來分析，要配制一定物質的量濃度的檢驗試劑的溶液250mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、藥匙、250ml容量瓶外，還需膠頭滴管；高錳酸鉀溶液具有強氧化性，不能用堿式滴定管，高錳酸鉀溶液是紫紅色，滴入最后一滴溶液變為紫紅色且半分鐘不褪色證明反應達到終點，亞鐵離子酸性溶液中被高錳酸根離子氧化為鐵離子，本身被還原為錳離子，反應的離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：膠頭滴管；b；滴入最后一滴溶液變為紫紅色且半分鐘不褪色；5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）流程分析用含少量鐵的氧化物的氧化銅加試劑1為硫酸，溶解樣品得到溶液中生成CuSO₄，Fe₂（SO₄）₃，、FeSO₄，加試劑2為氧化劑，最好加入綠色氧化劑過氧化氫，把亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入試劑3調節pH，鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，但需要加入的試劑3不能引入新的雜質，過濾得到的濾液為CuSO₄溶液；
故答案為：稀硫酸，將溶液A中Fe²⁺轉化為Fe³⁺；過濾；
（4）上述分析可知要得到較純的產品，試劑3和酸反應但不能引入其他雜質，應是含銅離子的試劑，
a．NaOH和酸反應可以調節溶液PH，但會引入鈉離子，故a不符合；    
b．CuO和酸反應可以調節溶液PH且不引入雜質，故b符合；
c．FeO和酸反應可以調節溶液PH，但會引入亞鐵離子，故c不符合；    
d．Cu（OH）₂ 和酸反應可以調節如PH且不引入雜質離子，故d符合；
e．Cu₂（0H）₂CO₃和酸反應可以調節溶液PH且不引入雜質離子，故e符合；
故答案為：bde．

點評 本題考查了物質分離和提純的分析判斷，主要是物質性質分析，實驗過程分析應用，滴定實驗的操作方法和儀器的使用注意問題，除雜試劑的選擇是解題關鍵，題目難度中等．