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，已知某溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺和SO₄^2-，設溶液中Cu²⁺的物質的量濃度為3.0mol?L^-1，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為

 

，完全沉淀時溶液的pH為

 

，通過計算確定pH=4時，Fe³⁺殘存的濃度是：

 

．（請寫出計算過程lg3=0.48）

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氫氧化銅開始沉淀溶液中的氫離子濃度計算，依據完全沉淀得到c（Cu²⁺）1×10^-5 mol?L^-1，計算c（OH^-），然后計算c（H⁺），再計算pH即可，依據此pH=4，計算氫氧根的濃度，利用Fe（OH）₃的溶度積K_sp=8.0×10^-38計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；
依據溶度積常數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，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．

點評：本題主要考查的是溶解沉淀的轉化關系的分析應用以及pH的有關計算，題目難度中等．