Question

CuSO4是一种重要的化工原料（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

CuSO4是一种重要的化工原料（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______．（用符号表示，下同）A．KMnO4 　 B．双氧水 　　 C．氯水 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．氨水 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Ksp=8.0×10-38，Cu（OH）2的溶度积Ksp=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的浓度为3.0mol?L-1，则Cu（OH）2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3+完全沉淀时溶液的pH为______，通过计算确定上述方案______（填“可行”或“不可行”）．（3）硫酸铜晶体的溶解度虽大，但溶解过程较慢，实验室常用热水配制以加快溶解速率，但常常会产生浑浊，请用文字简要说明原因______，如何才能用热水配制出澄清的较浓的CuSO4溶液______．

Answer 1

（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^-）=

3×10?20

3.0

=10^-22；得到c（OH^-）=10^-10mol/L，依据水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；求的c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，则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）因Cu²⁺水解产生Cu（OH）₂，该反应是吸热反应，加热促进水解，故产生浑浊；硫酸浓度增大，平衡逆向移动，能得到澄清的较浓的CuSO₄溶液，
故答案为：Cu²⁺水解产生Cu（OH）₂是吸热反应，加热促进水解，故产生浑浊；应加入少量H₂SO₄．