Question

【化學-化學與技術】某強酸性工業廢水中含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，設計實驗方案用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液．有關氫氧化物沉淀的pH如下表：

金屬離子	pH
	開始沉淀	沉淀完全
Fe2+	6.3	9.7
Cu2+	4.7	6.7
Fe3+	1.9	3.2

（1）從表中數據分析，為什么不能直接加NaOH將溶液pH調到9.7來除去Fe³⁺和Fe²⁺

 

．
（2）實際應用中則是先加一定量的次氯酸鈉，然后再調節溶液pH．次氯酸鈉的作用是

 

．
（3）pH應調節到什么范圍

 

，為什么

 

．
（4）調節pH適宜的試劑是

 

     A．氫氧化鋇B．碳酸鎂，C、氧化銅、D、稀鹽酸
理由

 

．

Answer 1

分析：由表中數據可知，用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液，如接加NaOH將溶液pH調到9.7來除去Fe³⁺和Fe²⁺，則Cu²⁺也發生反應生成沉淀，應先加入氧化劑，使Fe²⁺轉化為Fe³⁺，為Fe³⁺使完全沉淀，但同時避免Cu²⁺生成沉淀，可調節pH介于3.2～4.7之間，注意所加試劑不能引入新的雜質，以此解答該題．

解答：解：（1）由表中數據可知，用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液，如接加NaOH將溶液pH調到9.7來除去Fe³⁺和Fe²⁺，則Cu²⁺也發生反應生成沉淀，不符合要求，
故答案為：如果直接將廢水的pH從酸性調節到9.7，則銅離子也被沉淀掉；
（2）次氯酸鈉具有強氧化性，可把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，利于把鐵雜質除去，故答案為：把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于把鐵雜質一次除去；
（3）由表中數據可知，除去Fe³⁺時，應避免生成氫氧化銅沉淀，則pH介于3.2～4.7之間，此時因為Fe³⁺在pH略大于3.2時就可完全轉化為Fe（OH）₃沉淀而被除去，在此pH＜4.7時Cu²⁺尚沒有開始生成沉淀，
應故答案為：3.2～4.7；因為Fe³⁺在pH略大于3.2時就可完全轉化為Fe（OH）₃沉淀而被除去，在此pH＜4.7時Cu²⁺尚沒有開始生成沉淀；
（4）注意所加試劑不能引入新的雜質，且能與酸發生中和反應，起到調節pH的作用，則應選用氧化銅，
故答案為：C；氧化銅能與溶液中的酸反應，使pH達到沉淀需要的范圍，而且不引入新的雜質．

點評：本題考查物質的分離、提純的實驗設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握題給信息，結合物質的性質的異同解答該題，難度不大．