Question

與c(H⁺)·c(OH^-)=K_W類似，F(xiàn)eS飽和溶液中c(Fe²⁺)·c(S^2-)=K_sp(FeS)。常溫下K_sp(FeS)=8.1×10^-17。

(1)理論上FeS的溶解度為_____________g，而事實上其濃度遠(yuǎn)大于這個數(shù)值，其原因可能是_________________________________________________________________。

(2)已知FeS飽和溶液中c(H⁺)與c(S^2-)之間存在以下限量關(guān)系：c²(H⁺)·c(S^2-)=1.0×10^-22，為了使溶液里c(Fe²⁺)達(dá)到1 mol·L^-1，現(xiàn)將適量FeS投入其飽和溶液中，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液中的c(H⁺)為_____________mol·L^-1。

Answer 1

解析：(1)FeS(s)Fe²⁺+S^2-，與水的離子積類似，極少量溶解的FeS電離出來的兩種離子濃度乘積也為常數(shù)，稱溶度積常數(shù)，用K_sp表示。K_sp不受濃度影響，一般只受溫度影響。在FeS飽和溶液中，c(Fe²⁺)=c(S^2-)==9×10^-9 mol·L^-1，設(shè)其飽和溶液為1 L(由于FeS溶解度很小，該溶液的密度近似為1 g/cm³)，則n(FeS)=9×10^-9 mol，即1 000 g水溶解的FeS質(zhì)量為m(FeS)=9×10^-9 mol×88 g/mol=7.92×10^-7 g，則100 g水溶解的FeS的質(zhì)量為7.92×10^-8 g。那么FeS的溶解度理論上為7.92×10^-8g，事實上實際溶解度比7.92×10^-8g大得多，原因是S^2-+H₂OHS^-+OH^-，F(xiàn)e²⁺+2H₂OFe(OH)₂+2H⁺，這兩種離子均在溶液中發(fā)生水解，使c(Fe²⁺)、c(S^2-)降低，促使FeS(s) Fe²⁺+S^2-的溶解平衡向溶解的方向進行。

(2)當(dāng)溶液中c(Fe²⁺)=1mol·L^-1時，c(S^2-)==8.1×10^-17mol·L^-1，由于c²(H⁺)·c(S^2-)=1×10^-22，則溶液中c²(H⁺)=，c(H⁺)≈1.11×10^-3 mol·L^-1 。

答案：(1)7.92×10^-8，S^2-+H₂OHS^-+OH^-，F(xiàn)e²⁺+2H₂OFe(OH)₂+2H⁺，這兩種離子均在溶液中發(fā)生水解，使c(Fe²⁺)、c(S^2-)降低，促使FeS(s) Fe²⁺+S^2-的溶解平衡向溶解的方向進行。

(2)1.11×10^-3 mol·L^-1