Question

在粗制CuSO₄?5H₂O晶體中常含有雜質(zhì)Fe²⁺，在提純時，為了除去Fe²⁺，常加入少量H₂O₂，使Fe²⁺氧化為Fe³⁺．為了使Fe³⁺完全沉淀，同時不損失Cu²⁺，計算：調(diào)節(jié)pH的范圍應(yīng)該是多少？（提示：Fe³⁺要完全沉淀，而Cu²⁺未開始沉淀的pH）

Answer 1

考點：有關(guān)范圍討論題的計算

專題：

分析：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，認為殘留在溶液中的鐵離子濃度為1×10^-5mol?L^-1時就認為沉淀完全，根據(jù)Ksp、Kw表達式進行計算即可．

解答：解：Cu（OH）₂的溶度積K_sp=3.0×10^-20，2c（Cu²⁺）=c（OH^-）；依據(jù)溶度積常數(shù)c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20 ；

1

2

c³（OH^-）=3.0×10^-20 ，得到c（OH^-）=

3	6×10-20

mol/L=

3	60

×10^-7mol/L≈3.4×10^-7mol/L，依據(jù)水溶液中的離子積c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；求的c（H⁺）≈3×10^-8mol/L，溶液pH=8-lg3=7.5，則Cu（OH）₂開始沉淀時溶液的pH為7.5；殘留在溶液中的鐵離子濃度小于1×10^-5 mol?L^-1時就認為沉淀完全，F(xiàn)e（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；求得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；
即調(diào)節(jié)pH的范圍應(yīng)該是3.3～7.5，
答：調(diào)節(jié)pH的范圍應(yīng)該是3.3～7.5．

點評：本題考查了沉淀的溶度積常數(shù)的計算，題目難度中等，注意表達式的靈活計算是關(guān)鍵．