题目

（1）在粗制CuSO₄•5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺．在提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，下列物质可采用的是______．
A．KMnO₄      　 B．H₂O₂   　　  C．Cl₂ 水  　　    D．HNO₃
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的______．
A．NaOH         B．NH₃•H₂O     C．CuO           D．Cu（OH）₂
（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe（OH）₃的溶度积 K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol•L^-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度

提问时间：2020-08-07

答案

（1）除杂质至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质，四个选项中，只有双氧水氧化后生成水，双氧水受热见光易分解，没有多余杂质；调整溶液的pH时，加入的物质不能引进新的杂质粒子，氢氧化钠中含有钠离子，氨水反应后生成铵根离子，所以氢氧化钠和氨水能引进新的杂质离子，CuO粉末、Cu（OH）₂悬浊液反应后生成铜离子和水而不引进新的杂质离子，故选CD．
故答案为：B；CD；
（2）Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，溶液中CuSO₄的浓度为3.0mol•L^-1，c（Cu²⁺）=3.0mol•L^-1；依据溶度积常数c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20 ；c²（OH^-）=

3.0×10−20

3.0

=10^-20；得到c（OH^-）=10^-10mol/L，依据水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，即Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为4；
残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol•L^-1时就认为沉淀完全，Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=8.0×10^-38；c³（OH^-）=

8.0×10−38

1×10−5

=8.0×10^-33；求的c（OH^-）=2×10^-11mol/L；水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=5×10^-4mol/L，则pH=3.3；通过计算可知，pH=4能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，则方案可行，
故答案为：4；3.3；可行；
（3）铵离子水解的方程式是：NH₄⁺+H₂O⇌NH₃•H₂O+H⁺；向硝酸铵中滴加氨水，溶液中氨水浓度增大，铵离子电离平衡向着逆向移动；氨水电离平衡常数表达式：K_b=2×10^-5 mol•L^-1=

c(NH4+)•c(OH−)

c(NH3•H2O)

=

a×10−7

b

mol•L^-1，解得b=

a

200

，
故答案是：NH₄⁺+H₂O⇌NH₃•H₂O+H⁺；  逆向；  

a

200

．