《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

3. 工业制氯化铜时，将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化亚铁），充分搅拌使之溶解，反应：CuO+2HCl══CuCl₂+H₂O，FeO+2HCl══FeCl₂+H₂O。已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe(OH)₂的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu(OH)₂的形式完全沉淀；pH为3~4时，Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式完全沉淀。
（1）为除去溶液中的Fe²⁺，可采用的方法是________（填字母序号，下同）。
A. 直接加碱，调整溶液pH≥9.6
B. 加纯铜粉，将Fe²⁺还原出来
C. 先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调整pH到3~4
D. 通入硫化氢，使Fe²⁺直接沉淀
（2）工业上为除去溶液中的Fe²⁺，常使用NaClO，当溶液中加入NaClO后，溶液pH的变化情况是________。
A. 肯定减小 B. 肯定增大
C. 可能减小 D. 可能增大
（3）若此溶液中只含有Fe³⁺时，要调整pH为3~4，此时最好向溶液中加入________。
A. NaOH溶液 B. 氨水
C. CuCl₂溶液 D. CuO固体

答案： 3. 解析：
(1)A 项中$pH\geq9.6$时，$Cu^{2+}$也将沉淀；B 项中，铜粉不能将$Fe^{2+}$还原出来；D 项中，$Fe^{2+}$与$H_{2}S$不反应。
(2)$NaClO$具有强氧化性，能将$Fe^{2+}$氧化：$2Fe^{2+}+ClO^{-}+2H^{+}=2Fe^{3+}+Cl^{-}+H_{2}O$，反应中消耗$H^{+}$，$pH$一定增大。
(3)此溶液中只含杂质$Fe^{3+}$，要调整$pH$到$3～4$，加入的物质必须能与酸反应，使$c(H^{+})$减小，且不引入新的杂质离子，D 项符合条件。
答案：
(1)C　
(2)B　
(3)D

4. （2022·全国甲卷节选）硫酸锌(ZnSO₄)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO₃，杂质为SiO₂以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
　
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:

加入物质X调溶液pH=5，最适宜使用的X是________。
A. NH₃·H₂O B. Ca(OH)₂ C. NaOH
滤渣①的主要成分是________、________、________。
任务总结
沉淀反应的应用
（1）沉淀的生成和溶解这两个方向相反的过程，控制离子浓度，可以使反应向我们需要的方向转化。
（2）利用生成沉淀除去某种离子，首先要使生成沉淀的反应能够发生，其次沉淀生成的反应进行得越完全越好。
（3）根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断地移去平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。如常用强酸溶解CaCO₃、FeS、Al(OH)₃、Cu(OH)₂等难溶电解质。

答案： 4. 解析：$NH_{3}\cdot H_{2}O$易分解产生$NH_{3}$污染空气，且经济成本较高，故 A 不适宜；加入$Ca(OH)_{2}$不会引入新的杂质，且成本较低，故 B 适宜；加入$NaOH$会引入杂质$Na^{+}$，且成本较高，C 不适宜；当沉淀完全时（离子浓度小于$10^{-5}mol\cdot L^{-1}$），结合表格$K_{sp}$计算各离子完全沉淀时$pH＜5$的只有$Fe^{3+}$，故滤渣①中有$Fe(OH)_{3}$，又$CaSO_{4}$是微溶物，$SiO_{2}$不溶于酸，故滤渣①的主要成分是$Fe(OH)_{3}$、$CaSO_{4}$、$SiO_{2}$。
答案：B　$Fe(OH)_{3}$　$CaSO_{4}$　$SiO_{2}$