Question

【题目】（1）在粗制MgCl2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＋，下列物质最好采用的是_________（填下面的选项），加入该氧化剂时，温度不能太高，原因是_________。

A.KMnO4 B.H2O2 C.HNO3 D.氯水

然后再加入适当物质调节溶液pH，可以达到除去Fe3＋而不损失MgCl2的目的，调节溶液pH可选用下列中的有_________。

A.Mg2(OH)2CO3 B.MgO C.NH3·H2O D.Mg(OH)2

某溶液中含Mg2＋和Fe3＋，c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全，即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_________（FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24）

（2）常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×1038，Ksp[Cu(OH)2]=3.0×1020，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×105molL1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0molL1，为除去溶液中的Fe3＋而不影响Cu2＋，溶液的pH的范围为_________。(已知lg5=0.7）。

（3）矿物中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤后可变成CuSO4溶液，并向内部渗透，遇到深层的闪锌矿（ZnS)和方铅矿（PbS)，可慢慢转化为铜蓝（CuS）。写出硫酸铜与ZnS反应的离子方程式为：_________。

Answer 1

【答案】B H2O2受热时会分解 ABD 否 3.3～4 Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq)

【解析】

（1）H2O2是绿色氧化剂，不会引入新的杂质且不产生大气污染物，KMnO4、HNO3、氯水都能氧化亚铁离子，但会引入新的杂质或产生大气污染，H2O2受热时会分解，然后再加入适当物质调节溶液pH，可以达到除去Fe3＋而不损失MgCl2的目的，一般加要保留的物质的对应难溶物；某溶液中含Mg2＋和Fe3＋，先计算Fe3＋恰好沉淀完全时溶液中c(PO43) = 1.3×1017，再计算此时Mg3(PO4)2的浓度商，与Ksp[Mg3(PO4)2]相比较。

（2）先计算除去溶液中的Fe3＋的氢氧根离子浓度，再算氢离子浓度和pH，再计算Cu2＋刚沉淀时的氢氧根离子浓度，再算氢离子浓度和pH。

（3）CuSO4溶液遇到深层的闪锌矿(ZnS)可慢慢转化为铜蓝(CuS)和锌离子。

（1）在粗制MgCl2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＋，H2O2是绿色氧化剂，不会引入新的杂质且不产生大气污染物，KMnO4、HNO3、氯水都能氧化亚铁离子，但会引入新的杂质或产生大气污染，因此最好采用的是B，加入该氧化剂时，由于H2O2受热时会分解，因此使用时温度不能太高，避免降低利用率；然后再加入适当物质调节溶液pH，可以达到除去Fe3＋而不损失MgCl2的目的，一般加要保留的物质的对应难溶物，利用水解原理，铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，氢离子与Mg2(OH)2CO3、MgO、Mg(OH)2反应，促进铁离子水解从而除去，而加入NH3·H2O会引入新的杂质，因此调节溶液pH可选用ABD；某溶液中含Mg2＋和Fe3＋，c(Mg2+)=0.02 molL1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全，即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L，Ksp(FePO4) = c(Fe3+)c(PO43) =1.0×105×c(PO43) = 1.3×1022，c(PO43) = 1.3×1017mol/L，此时Mg3(PO4)2浓度商为：c3(Mg2+)c2(PO43) =(0.01)3×(1.3×1017)2= 1.69×1040＜1.0×10-24，因此无Mg3(PO4)2沉淀生成；故答案为：B；H2O2受热时会分解；ABD；否。

（2）常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×1038，Ksp[Cu(OH)2]=3.0×1020，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×105molL1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0molL1，为除去溶液中的Fe3＋而不影响Cu2＋，Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH－)= 1×105×c3(OH－) = 8.0×1038，c(OH－) =2.0×1011 molL1，，pH = 4 lg5= 3.3；Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+)c2(OH－)= 3×c2(OH－) = 3.0×1020，即Cu2+开始沉淀时c(OH－) =1.0×1010 molL1，，pH = 4，因此溶液的pH的范围为3.3～4之间；故答案为：3.3～4。

（3）矿物中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤后可变成CuSO4溶液，并向内部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，可慢慢转化为铜蓝(CuS)，则硫酸铜与ZnS反应的离子方程式为：Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq)；故答案为：Cu2+(aq)+ZnS(s) CuS(s)+Zn2+(aq)。