Question

甲同學懷疑調整至溶液pH=4是否能達到除去Fe³⁺而不損失Cu²⁺的目的，乙同學認為可以通過計算確定，他查閱有關資料得到如下數據，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，通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，設溶液中CuSO₄的濃度為3.0mol?L^-1，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為

 

，Fe³⁺完全沉淀時溶液的pH為

 

，通過計算確定上述方案

 

（填“可行”或“不可行”）；理由

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：依據氫氧化銅飽和溶液中溶度積常數計算溶液中的氫離子濃度計算pH；結合氫氧化鐵溶度積和殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全．

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；依據溶度積常數c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20；c²（OH^-）=

3.0×10-20

3.0

=10^-20；得到c（OH^-）=10^-10mol/L，依據水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；求的c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為4；
殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=8.0×10^-38；c³（OH^-）=

8.0×10-38

1×10-5

=8.0×10^-33；求的c（OH^-）=2×10^-11mol/L；水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=5×10^-4mol/L，則pH=3.3；通過計算可知pH=4能達到除去Fe³⁺而不損失Cu²⁺的目的，則方案可行，
故答案為：4；3.3；可行；鐵離子沉淀完全時銅離子還沒有開始沉淀．

點評：本題考查了沉淀轉化的原理應用，除雜的原理應用，主要是溶解沉淀的轉化關系的分析應用和計算，題目難度中等．