Question

氧化銅有多種用途，如用作玻璃著色劑、油類脫硫劑等．為獲得純凈的氧化銅，某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅（含硫酸亞鐵等雜質(zhì)）進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

經(jīng)查閱資料得知，在溶液中通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如下：

物質(zhì)	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）步驟Ⅰ的目的是除不溶性雜質(zhì)．所需操作的名稱是　溶解、過濾　．

（2）步驟Ⅱ的目的是除硫酸亞鐵．操作步驟是先滴加H₂O₂溶液，稍加熱，當(dāng)Fe²⁺轉(zhuǎn)化完全后，慢慢加入Cu₂（OH）₂CO₃粉末，攪拌，以調(diào)整溶液pH在一定范圍之內(nèi)，加熱煮沸一段時(shí)間，過濾，用稀硫酸酸化濾液至pH=1．

①寫出用H₂O₂溶液除去硫酸亞鐵的離子方程式　　．

②調(diào)整pH 的范圍應(yīng)該在　　之間．

（3）步驟Ⅲ的目的是得到CuSO₄•5H₂O晶體．操作是將溶液加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)時(shí)，停止加熱，　　，水浴加熱烘干．采用水浴加熱的原因是　　．

（4）該同學(xué)用CuSO₄溶液進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)：

取A、B兩支試管，分別加入 2mL 5% H₂O₂溶液，再向H₂O₂溶液中分別滴入0.1mol•L^﹣1FeCl₃和CuSO₄ 溶液各1mL，搖勻，觀察到滴入FeCl₃ 溶液的試管產(chǎn)生氣泡更快，由此得到結(jié)論：Fe³⁺對(duì)H₂O₂溶液分解的催化效率比Cu²⁺高，該同學(xué)的結(jié)論是否正確　　（填正確或錯(cuò)誤），請(qǐng)說明原因　　．

Answer 1

考點(diǎn)：  難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)；銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)；常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用．

專題：  幾種重要的金屬及其化合物．

分析：  （1）除去不溶性雜質(zhì)的操作是過濾；

（2）H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；

（3）將CuSO₄溶液加熱蒸發(fā)至有晶體析應(yīng)進(jìn)行冷卻結(jié)晶，注意溫度不能過高，防止晶體分解；

（4）要排除陰離子的干擾．

解答：  解：（1）除去混合物中不溶性的雜質(zhì)，可以先溶解、在過濾，在溶解的過程中必須用玻璃棒攪拌，故答案為：溶解、過濾；

（2）①加H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；

②加H₂O₂已將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺只能存在于酸性溶液中，當(dāng)溶液的pH大于1.4時(shí)，F(xiàn)e³⁺開始水解生成沉淀，當(dāng)溶液的pH等于3.7時(shí)，F(xiàn)e³⁺已完全水解為沉淀，為防止生成Cu（OH），pH應(yīng)小于6.0，故答案為：3.7～6.0；

（3）將CuSO₄溶液加熱蒸發(fā)至有晶體析出現(xiàn)時(shí)，即飽和狀態(tài)，停止加熱，冷卻結(jié)晶，然后用水浴加熱烘干就可得到CuSO₄•5H₂O晶體，注意溫度不能過高，防止晶體分解，

故答案為：冷卻結(jié)晶；防止CuSO₄•5H₂O晶體分解；

（4）加入FeCl₃和CuSO₄溶液，二者陰離子不同，不能排除陰離子的干擾，

故答案為：錯(cuò)誤；根據(jù)控制變量的思想，所用溶液的陰離子不同，無法比較陽離子的催化效率．

點(diǎn)評(píng)：  本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，能較好的考查學(xué)生分析和解決問題的能力，考查了常見物質(zhì)分離的方法，解答時(shí)要依據(jù)題干提供信息，結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答．