Question

【题目】（1）计算调控值：

室温下，当溶液中c(Mg2＋)＝c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1时，Mg2＋、Cu2＋开始沉淀至沉淀完全的pH范围分别为__。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝10－9、Ksp[Cu(OH)2]＝10－15，当c(Mg2＋)≤1×10－5mol·L－1时视为沉淀完全。

（2）选择调控值

铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下：

已知步骤③中所得溶液生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时的pH	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时的pH	4.7	8.3	2.8

在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围为___。

（3）如何调控

接问题（2），步骤③中调pH时最佳试剂为___。

（4）突破应用

为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。

结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有__。

Answer 1

【答案】10～12、7～9 2.8～3.4 Al2O3或Al(OH)3 Al、Ni

【解析】

注意分析流程中的物质变化，结合图表中的数据进行分析，根据浓度积的表达式进行相关计算。

（1）室温下，当溶液中c(Mg2＋)＝c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1时，由Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，所以c(OH－)＝，开始沉淀时，c(OH－)＝mol·L－1＝10－4mol·L－1，所以c(H＋)＝mol·L－1，此时pH＝10；当Mg2＋完全沉淀时，c(OH－)＝mol·L－1＝10－2 mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝1×10－12mol·L－1，此时pH＝12。由Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，所以c(OH－)＝，开始沉淀时c(OH－)＝mol·L－1＝10－7mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝10－7mol·L－1，此时该溶液的pH＝7；当Cu2＋完全沉淀时，c(OH－)＝mol·L－1＝10－5 mol·L－1，c(H＋)＝mol·L－1＝10－9 mol·L－1，此时溶液的pH＝9。所以Mg2＋开始沉淀至完全沉淀的pH范围为10～12，Cu2＋开始沉淀至完全沉淀的pH范围为7～9。

（2）Fe2＋已完全转化为Fe3＋，由表中数据可知，Fe3＋完全沉淀时pH=2.8，而Al3＋开始沉淀时pH＝3.4，故Fe3＋完全沉淀、而Al3＋没有开始沉淀的pH调控范围为2.8～3.4。

（3）考虑到调节pH时不能引入杂质，故选用Al2O3、Al(OH)3最好，而选用其他试剂，则引入杂质离子，对产品的纯度或生产带来影响。

（4）能够溶解铜合金的酸应为过量的强氧化性的酸，因此溶解后的混合液中一定不含亚铁离子，根据题中信息及图片信息可知，pH＝3.4时开始出现沉淀，则原溶液中一定有铝离子，一定不含铁离子，pH＝7.0时过滤沉淀，此时过滤出来的物质为氢氧化铜和氢氧化铝，pH＝8.0时再次进行过滤，说明在此pH区间内又有沉淀生成，在此区间内沉淀的物质只可能为Ni2＋。故该合金中除含铜外，还含Al、Ni。