Question

9．工業上制備氯化銅時，是將濃鹽酸用水蒸汽加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉（含雜質氧化亞鐵），充分攪拌，使之溶解，反應如下：
CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，FeO+2HCl=FeCl₂+H₂O．
已知：pH≥9.6時，Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀；
pH≥4.4時，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式開始沉淀； pH≥6.4時，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；
pH在3～4時，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀．
（1）為除去溶液中Fe²⁺，可采用的方法是先將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再調節溶液的pH在3～4之間．
（2）工業上為除去溶液中的Fe²⁺，常使用NaClO，當向溶液中加入NaClO后，可能發生反應的離子方程式為2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO．溶液的pH變化是增大．
（3）若此溶液只含Fe³⁺時，要調整pH在3～4之間，此時最好向溶液中加入CuO或Cu（OH）₂．
（4）已知溶液中c（Cu²⁺）與溶液pH的關系為lg c（Cu²⁺）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu²⁺）為1mol/L，要保證此溶液中Cu²⁺剛好不發生Cu（OH）₂沉淀，則溶液pH應為4.3，此時溶液中的鐵離子能否沉淀完全能（填“能”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）根據題意可知，當Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀時，Cu²⁺已經沉淀完畢，所以除去亞鐵離子時不能除去銅離子，則應該調節溶液pH且將亞鐵離子轉化為鐵離子；
（2）亞鐵離子具有還原性、次氯酸根離子具有氧化性，二者發生氧化還原反應生成鐵離子和氯離子，鐵離子和次氯酸根離子能發生雙水解反應；
（3）在調整pH的同時應不帶入新的雜質離子，加入的固體要和氫離子反應；
（4）當c（Cu²⁺）為1 mol/L時，代入關系式lg c（Cu²⁺）=8.6-2pH，可解得pH=4.3，再結合鐵離子和pH關系判斷鐵離子是否完全沉淀．

解答 解：（1）根據題意可知，當Fe²⁺以Fe（OH）₂的形式完全沉淀時，Cu²⁺已經沉淀完畢，因此欲除去Fe²⁺，應先將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再調節溶液的pH在3～4之間，所以其采用的方法是：先將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再調節溶液的pH在3～4之間，
故答案為：先將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再調節溶液的pH在3～4之間；
（2）根據題意當氧化劑選用NaClO時，NaClO先將Fe²⁺氧化，次氯酸根離子和Fe³⁺發生雙水解反應，其反應的離子方程式可表示為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO，很顯然，隨著反應的進行，氫離子濃度降低，則溶液的pH增大，Fe³⁺同樣開始沉淀，
故答案為：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，Fe³⁺+3ClO^-+3H₂O=Fe（OH）₃↓+3HClO；增大；
（3）在調整pH的同時應不帶入新的雜質離子，因此可選用難溶于水的氧化銅或氫氧化銅等固體，
故答案為：CuO或Cu（OH）₂；
（4）當c（Cu²⁺）為1 mol/L時，代入關系式lg c（Cu²⁺）=8.6-2pH，可解得pH=4.3，此時溶液中的Fe³⁺能沉淀完全，
故答案為：4.3；能．

點評 本題考查物質分離、提純的綜合應用，明確物質性質是解本題關鍵，側重考查學生獲取信息利用信息解答問題能力，注意除雜時不能引進新的雜質，注意亞鐵離子除去方法，題目難度不大．