Question

已知：常温下Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol?L^-1时就认为沉淀完全，已知某溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺和SO₄^2-，设溶液中Cu²⁺的物质的量浓度为3.0mol?L^-1，则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为

 

，完全沉淀时溶液的pH为

 

，通过计算确定pH=4时，Fe³⁺残存的浓度是：

 

．（请写出计算过程lg3=0.48）

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：依据氢氧化铜饱和溶液中溶度积常数计算氢氧化铜开始沉淀溶液中的氢离子浓度计算，依据完全沉淀得到c（Cu²⁺）1×10^-5 mol?L^-1，计算c（OH^-），然后计算c（H⁺），再计算pH即可，依据此pH=4，计算氢氧根的浓度，利用Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38计算残留铁离子的浓度．

解答： 解：Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，溶液中CuSO₄的浓度为3.0mol?L^-1，c（Cu²⁺）=3.0mol?L^-1；
依据溶度积常数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，
依据水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，
则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为4；
残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol?L^-1时就认为沉淀完全，Cu（OH）₂的溶度积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；
水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=1.83×10^-7mol/L，
则pH=6.7；
常温下Fe（OH）₃的溶度积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，
故答案为：4；6.7；8×10^-8mol/L．

点评：本题主要考查的是溶解沉淀的转化关系的分析应用以及pH的有关计算，题目难度中等．