Question

【化學(xué)-化學(xué)與技術(shù)】某強(qiáng)酸性工業(yè)廢水中含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液．有關(guān)氫氧化物沉淀的pH如下表：

金屬離子	pH
	開(kāi)始沉淀	沉淀完全
Fe2+	6.3	9.7
Cu2+	4.7	6.7
Fe3+	1.9	3.2

（1）從表中數(shù)據(jù)分析，為什么不能直接加NaOH將溶液pH調(diào)到9.7來(lái)除去Fe³⁺和Fe²⁺

 

．
（2）實(shí)際應(yīng)用中則是先加一定量的次氯酸鈉，然后再調(diào)節(jié)溶液pH．次氯酸鈉的作用是

 

．
（3）pH應(yīng)調(diào)節(jié)到什么范圍

 

，為什么

 

．
（4）調(diào)節(jié)pH適宜的試劑是

 

     A．氫氧化鋇B．碳酸鎂，C、氧化銅、D、稀鹽酸
理由

 

．

Answer 1

分析：由表中數(shù)據(jù)可知，用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液，如接加NaOH將溶液pH調(diào)到9.7來(lái)除去Fe³⁺和Fe²⁺，則Cu²⁺也發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，應(yīng)先加入氧化劑，使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，為Fe³⁺使完全沉淀，但同時(shí)避免Cu²⁺生成沉淀，可調(diào)節(jié)pH介于3.2～4.7之間，注意所加試劑不能引入新的雜質(zhì)，以此解答該題．

解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，用沉淀法除去鐵離子，得到較純的Cu²⁺溶液，如接加NaOH將溶液pH調(diào)到9.7來(lái)除去Fe³⁺和Fe²⁺，則Cu²⁺也發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，不符合要求，
故答案為：如果直接將廢水的pH從酸性調(diào)節(jié)到9.7，則銅離子也被沉淀掉；
（2）次氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，可把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，利于把鐵雜質(zhì)除去，故答案為：把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于把鐵雜質(zhì)一次除去；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，除去Fe³⁺時(shí)，應(yīng)避免生成氫氧化銅沉淀，則pH介于3.2～4.7之間，此時(shí)因?yàn)镕e³⁺在pH略大于3.2時(shí)就可完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀而被除去，在此pH＜4.7時(shí)Cu²⁺尚沒(méi)有開(kāi)始生成沉淀，
應(yīng)故答案為：3.2～4.7；因?yàn)镕e³⁺在pH略大于3.2時(shí)就可完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀而被除去，在此pH＜4.7時(shí)Cu²⁺尚沒(méi)有開(kāi)始生成沉淀；
（4）注意所加試劑不能引入新的雜質(zhì)，且能與酸發(fā)生中和反應(yīng)，起到調(diào)節(jié)pH的作用，則應(yīng)選用氧化銅，
故答案為：C；氧化銅能與溶液中的酸反應(yīng)，使pH達(dá)到沉淀需要的范圍，而且不引入新的雜質(zhì)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離、提純的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常�?jiàn)題型，注意把握題給信息，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)的異同解答該題，難度不大．