Question

9．以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
溶解度/g	9×10-4	1.7×10-6	1.5×10-4	3.0×10-9

在无机化合物提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe³⁺，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe³⁺，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe²⁺，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将
Fe²⁺氧化Fe³⁺，调节溶液的pH=4，过滤结晶即可．
请回答下列问题：
（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe³⁺、Fe²⁺都被转化为Fe（OH）₃（填化学式）而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择氨水为宜，其原因是不会引入新的杂质_．
（3）②中除去Fe³⁺所发生的总反应的离子方程式为2Fe³⁺+3Mg（OH）₂=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃．
（4）下列与③相关的叙述中，正确的是ACDE（填字母）．
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe²⁺氧化为Fe⁺的主要原因是Fe（OH）₂沉淀比Fe（OH）₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu²⁺可以大量存在于pH=4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在．

Answer 1

分析 ①中为了不引入其他杂质离子，应加氨水使Fe³⁺沉淀，而不能用氢氧化钠溶液；
②中根据溶解度表可知Mg（OH）₂易转化为Fe（OH）₃，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）₂可除去Fe³⁺；
③由于Fe（OH）₂的溶解度大于Fe（OH）₃，所以一般将Fe²⁺先氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH=4，形成Fe（OH）₃沉淀；
（1）Fe（OH）₂的溶解度大于Fe（OH）₃，上述三个除杂方案都能够达到很好的效果，Fe²⁺、Fe³⁺都被转化为Fe（OH）₃而除去；
（2）用氢氧化钠溶液，会引入新的杂质，沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，需洗涤沉淀；
（3）根据题干信息结合难溶电解质的溶解度进行分析出反应物和生成物；
（4）A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染；
B．Fe（OH）₂的溶解度大于Fe（OH）₃，形成Fe（OH）₂沉淀Fe²⁺沉淀不完全；
C．加入的氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H⁺反应，导致溶液的pH增大，当pH=4的时候，Fe（OH）₃完全沉淀，而Cu²⁺还没沉淀，且加入氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质；
D．pH=4的溶液中，Cu²⁺可以大量存在，而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质；
E．在pH＞4的溶液中Fe³⁺全部以Fe（OH）₃完全沉淀．

解答 解：（1）①中为了不引入其它杂质离子，应加氨水使Fe³⁺沉淀，生成Fe（OH）₃，如用氢氧化钠溶液进行沉淀，则沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，所以不用；
②根据溶解度表可知Mg（OH）₂易转化为Fe（OH）₃，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）₂可除去Fe³⁺，；
③由于Fe（OH）₂的溶解度大于Fe（OH）₃，所以一般将Fe²⁺先氧化成Fe³⁺，再调节溶液的pH=4，形成Fe（OH）₃沉淀；
故答案为：Fe（OH）₃；
（2）①用氢氧化钠溶液，会引入新的杂质，沉淀表面含钠离子和氢氧根离子，为了不引入其它杂质离子，应加氨水使Fe³⁺沉淀，
故答案为：氨水；不会引入新的杂质；
（3）②中根据溶解度表可知Mg（OH）₂易转化为Fe（OH）₃，因此在氯化镁溶液中加入足量的Mg（OH）₂可除去Fe³⁺：2Fe³⁺+3Mg（OH）₂=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃；
故答案为：2Fe³⁺+3Mg（OH）₂=3Mg²⁺+2Fe（OH）₃；
（4）A．根据H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中被还原成水，不引进杂质、不产生污染，故A正确；
B．根据Fe（OH）₂的溶解度大于Fe（OH）₃，形成Fe（OH）₂沉淀Fe²⁺沉淀不完全，故B错误；
C．原来溶液是酸性较强，加入氢氧化铜或碱式碳酸铜可以与H⁺反应．H⁺反应后，PH增大，当PH=4的时候，Fe（OH）₃完全沉淀，而Cu²⁺还没沉淀．而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故C正确；
D．氢氧化铜或碱式碳酸铜与H⁺反应，H⁺反应后，PH增大，当PH=4的时候，Fe（OH）₃完全沉淀，而Cu²⁺还没沉淀，以Cu²⁺形式存在，而氢氧化铜或碱式碳酸铜是固体，不会引入新的杂质，故D正确；
E．在pH＞4的溶液中Fe³⁺全部以Fe（OH）₃完全沉淀，则Fe³⁺一定不能大量存在，故E正确；
故选：ACDE．

点评 本题主要考查了难溶物溶解平衡及其沉淀转化的实质，题目难度中等，明确铁的化合物的性质灵活运用题目信息是解题的关键，注意掌握难溶物溶解平衡及其影响．