Question

CuSO₄是一種重要的化工原料
（1）在粗制CuSO₄?5H₂O晶體中常含有雜質Fe²⁺．在提純時為了除去Fe²⁺，常加入合適氧化劑，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺，下列物質可采用的是

B

．（用符號表示，下同）
A．KMnO₄   　  B．雙氧水 　　     C．氯水        D．HNO₃
然后再加入適當物質調整至溶液pH=4，使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃，可以達到除去Fe³⁺而不損失CuSO₄的目的，調整溶液pH可選用下列中的

CD

．
A．NaOH        B．氨水            C．CuO         D．Cu（OH）₂
（2）甲同學懷疑調整至溶液pH=4是否能達到除去Fe³⁺而不損失Cu²⁺的目的，乙同學認為可以通過計算確定，他查閱有關資料得到如下數據，常溫下Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，設溶液中CuSO₄的濃度為3.0mol?L^-1，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為

4

，Fe³⁺完全沉淀時溶液的pH為

3.3

，通過計算確定上述方案

可行

（填“可行”或“不可行”）．
（3）硫酸銅晶體的溶解度雖大，但溶解過程較慢，實驗室常用熱水配制以加快溶解速率，但常常會產生渾濁，請用文字簡要說明原因

Cu²⁺水解產生Cu（OH）₂是吸熱反應，加熱促進水解，故產生渾濁

，如何才能用熱水配制出澄清的較濃的CuSO₄溶液

應加入少量H₂SO₄

．

Answer 1

分析：（1）根據除雜質至少要滿足兩個條件：①加入的試劑只能與雜質反應，不能與原物質反應；②反應后不能引入新的雜質，調整溶液的pH時，加入的物質不能引進新的雜質粒子．以此來解答；
（2）依據氫氧化銅飽和溶液中溶度積常數計算溶液中的氫離子濃度計算PH；結合氫氧化鐵溶度積和殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全；
（3）根據鹽類的水解是吸熱過程以及升溫對平衡的影響來解答；根據生成物濃度對水解平衡的影響來解答．

解答：解：（1）除雜質至少要滿足兩個條件：①加入的試劑只能與雜質反應，不能與原物質反應；②反應后不能引入新的雜質，四個選項中，只有雙氧水氧化后生成水，雙氧水受熱見光易分解，沒有多余雜質；調整溶液的pH時，加入的物質不能引進新的雜質粒子，氫氧化鈉中含有鈉離子，氨水反應后生成銨根離子，所以氫氧化鈉和氨水能引進新的雜質離子，CuO粉末、Cu（OH）₂懸濁液反應后生成銅離子和水而不引進新的雜質離子，故選CD．
故答案為：B；CD；
（2）Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，溶液中CuSO₄的濃度為3.0mol?L^-1，c（Cu²⁺）=3.0mol?L^-1；依據溶度積常數c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20 ；c²（OH^-）=

3×10-20

3.0

=10^-22；得到c（OH^-）=10^-10mol/L，依據水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；求的c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為4；殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，Fe（OH）₃的溶度積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；水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=5×10^-4mol/L，則pH=3.3；通過計算可知pH=4能達到除去Fe³⁺而不損失Cu²⁺的目的，則方案可行，
故答案為：4；3.3；可行．
（3）因Cu²⁺水解產生Cu（OH）₂，該反應是吸熱反應，加熱促進水解，故產生渾濁；硫酸濃度增大，平衡逆向移動，能得到澄清的較濃的CuSO₄溶液，
故答案為：Cu²⁺水解產生Cu（OH）₂是吸熱反應，加熱促進水解，故產生渾濁；應加入少量H₂SO₄．

點評：本題考查了沉淀轉化的原理應用，除雜的原理應用，主要是溶解沉淀的轉化關系的分析應用和計算，題目難度中等．