Question

已知：常溫下Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，已知某溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺和SO₄^2-，設(shè)溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度為3.0mol?L^-1，則Cu（OH）₂開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為

 

，完全沉淀時(shí)溶液的pH為

 

，通過(guò)計(jì)算確定pH=4時(shí)，F(xiàn)e³⁺殘存的濃度是：

 

．（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程lg3=0.48）

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)

專(zhuān)題：電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：依據(jù)氫氧化銅飽和溶液中溶度積常數(shù)計(jì)算氫氧化銅開(kāi)始沉淀溶液中的氫離子濃度計(jì)算，依據(jù)完全沉淀得到c（Cu²⁺）1×10^-5 mol?L^-1，計(jì)算c（OH^-），然后計(jì)算c（H⁺），再計(jì)算pH即可，依據(jù)此pH=4，計(jì)算氫氧根的濃度，利用Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38計(jì)算殘留鐵離子的濃度．

解答： 解：Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，溶液中CuSO₄的濃度為3.0mol?L^-1，c（Cu²⁺）=3.0mol?L^-1；
依據(jù)溶度積常數(shù)c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=

3×10-20

3.0

=3.0×10^-20 ；c²（OH^-）=

3×10-20

3.0

=10^-20；
得到c（OH^-）=10^-10mol/L，
依據(jù)水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，
則Cu（OH）₂開(kāi)始沉淀時(shí)溶液的pH為4；
殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20；c²（OH^-）=

3×10-20

1×10-5

=3.0×10^-15；
求得c（OH^-）=5.47×10^-8mol/L；
水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=1.83×10^-7mol/L，
則pH=6.7；
常溫下Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）=

8.0×10-38

(1×10-10)3

mol/L=8×10^-8mol/L，
故答案為：4；6.7；8×10^-8mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查的是溶解沉淀的轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析應(yīng)用以及pH的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等．