Question

在粗制CuSO₄?5H₂O晶体中常含有杂质Fe²⁺，在提纯时，为了除去Fe²⁺，常加入少量H₂O₂，使Fe²⁺氧化为Fe³⁺．为了使Fe³⁺完全沉淀，同时不损失Cu²⁺，计算：调节pH的范围应该是多少？（提示：Fe³⁺要完全沉淀，而Cu²⁺未开始沉淀的pH）

Answer 1

考点：有关范围讨论题的计算

专题：

分析：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，认为残留在溶液中的铁离子浓度为1×10^-5mol?L^-1时就认为沉淀完全，根据Ksp、Kw表达式进行计算即可．

解答：解：Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，2c（Cu²⁺）=c（OH^-）；依据溶度积常数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，依据水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；求的c（H⁺）≈3×10^-8mol/L，溶液pH=8-lg3=7.5，则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为7.5；残留在溶液中的铁离子浓度小于1×10^-5 mol?L^-1时就认为沉淀完全，Fe（OH）₃的溶度积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；水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=5×10^-4mol/L，则pH=3.3；
即调节pH的范围应该是3.3～7.5，
答：调节pH的范围应该是3.3～7.5．

点评：本题考查了沉淀的溶度积常数的计算，题目难度中等，注意表达式的灵活计算是关键．