Question

（1）在粗制CuSO₄·5H₂O晶体中常含有杂质Fe³⁺，提纯时为了除去Fe²⁺，常加入合适氧化剂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，然后再加入适当物质调整至溶液pH=4，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃，可以达到除去Fe³⁺而不损失CuSO₄的目的，调整溶液pH可选用下列中的________

A．NaOH        B．CuO     C．NH₃•H₂O           D．Cu(OH)₂

（2）甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，Cu(OH)₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol•L^-1时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0mol•L^-1，则Cu(OH)₂开始沉淀时溶液的pH为________，Fe³⁺完全沉淀时溶液的pH为________，通过计算确定上述方案________（填“可行”或“不可行”）（已知lg5=0.7）

Answer

（1）BD；（2）4 3.3 可行

【解析】

试题分析：（1）调整溶液的pH，同时不引入新的杂质离子，则加入的物质可以是 CuO、Cu(OH)2，选项 BD正确；（2）Cu(OH)2的溶度积Ksp =3.0×10-20 ，溶液中CuSO4 的浓度为3.0mol•L-1，，c(Cu2+)=3.0mol•L-1，依据溶度积常数c(Cu2+) × c2(OH-) = 3×10−20 ； c2(OH-) = 3 × 10−20 ÷ 3.0 = 10-20 ；得到c(OH-)=10-10 mol/L，依据水溶液中的离子积c(H+ ) × c(OH-) = 10-14 ； c(H+ ) = 10-4 mol/L，溶液pH=4；Fe3+完全沉淀时，c3(OH-) = 8.0 × 10-38 ÷ 10-5 = 8.0 × 10-33，溶液的c(OH-) = 2.0 × 10-11，c(H+) = 10-14 ÷ 2.0 × 10-11 = 5 × 104,所以溶液的pH=4-0.7=3.3<4；所以Fe3+沉淀完全，而Cu2+不能形成沉淀，故该方法可行。

考点：考查沉淀溶解平衡常数的应用的知识。