Question

2．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时就认为沉淀完全，设溶液中CuSO₄的浓度为3.0 mol/L，则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为4.0，Fe³⁺完全沉淀时溶液的pH为3.3，通过计算可知pH=4能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，方案可行（填“可行”或“不可行”）．

Answer 1

分析 依据氢氧化铜饱和溶液中溶度积常数K_sp=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）计算溶液中的氢离子浓度计算pH；结合氢氧化铁溶度积K_sp=c（Fe³⁺）×c³（OH^-）和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．

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^-）=3.0×10^-20；c²（OH^-）=$\frac{3.0×1{0}^{-20}}{3.0}$=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；求的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，Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=8.0×10^-38；c³（OH^-）=$\frac{8.0×1{0}^{-38}}{1×1{0}^{-5}}$=8.0×10^-33；求的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；
通过计算可知pH=4能达到除去Fe³⁺而不损失Cu²⁺的目的，则方案可行，
故答案为：4；3.3；可行．

点评 本题考查了沉淀转化的原理应用，除杂的原理应用，主要是溶解沉淀的转化关系的分析应用和计算，题目难度中等．