Question

19．已知常温下K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20mol³•L^-3、K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33mol⁴•L^-4、K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38mol⁴•L^-4．某1L溶液中含有Cu²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、H⁺，浓度均为1.0×10^-2mol•L^-1，向该溶液中加入少量的NaOH固体，测得溶液的pH=3，溶液的体积变化忽略不计．下列有关叙述正确的是（　　）

• A． 有Al（OH）₃、Fe（OH）₃沉淀析出
• B． 所得混合液中：$\frac{c（A{l}^{3+}）}{c（F{e}^{3+}）}$=3.25×10⁴
• C． 所得混合液中相关微粒的浓度大小：c（Cu²⁺）=c（Al³⁺）＞c（Fe³⁺）＞c（H⁺）
• D． 若向原溶液中逐滴加入NaOH溶液，最后析出的是Cu（OH）₂沉淀

Answer 1

分析 A．pH=3，则溶液中c（OH^-）=10^-11mol/L，根据Q_c与K_sp的大小关系判断；
B．根据K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33mol⁴•L^-4、K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38mol⁴•L^-4，计算溶液中的c（Al³⁺）与c（Fe³⁺），再求出$\frac{c（A{l}^{3+}）}{c（F{e}^{3+}）}$；
C．根据溶度积计算c（Cu²⁺）、c（Al³⁺）、c（Fe³⁺），再比较大小；
D．根据K_sp求出形成沉淀时溶液中c（OH^-），c（OH^-）小的先析出．

解答 解：A．pH=3，则溶液中c（OH^-）=10^-11mol/L，Q_c[Al（OH）₃]=1.0×10^-2×（10^-11）³=10^-35＜K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33mol⁴•L^-4，所以没有Al（OH）₃产生，
Q_c[Fe（OH）₃]=1.0×10^-2×（10^-11）³=10^-35＞K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38mol⁴•L^-4，所以有Fe（OH）₃产生，故A错误；
B．由A分析可知，没有Al（OH）₃产生，则c（Al³⁺）=1.0×10^-2mol•L^-1，溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp[Fe（OH）_{3}]}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-11}）^{3}}$=4.0×10^-5mol/L，
$\frac{c（A{l}^{3+}）}{c（F{e}^{3+}）}$=$\frac{0.01}{4.0×1{0}^{-5}}$=1.25×10^-4mol/L，故B错误；
C．Q_c[Cu（OH）₂]=1.0×10^-2×（10^-11）²=10^-24＜K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，所以有Cu（OH）₂产生，溶液中c（Cu²⁺）不变，所以c（Cu²⁺）=c（Al³⁺），溶液中c（Fe³⁺）=4.0×10^-5mol/L，c（H⁺）=10^-3mol/L，则c（Cu²⁺）=c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（Fe³⁺），故C错误；
D．开始生成Cu（OH）₂沉淀时，c（OH^-）=$\sqrt{\frac{2.2×1{0}^{-22}}{0.01}}$=$\sqrt{2.2}$×10^-10mol/L，开始生成Al（OH）₃沉淀时，c（OH^-）=$\root{3}{\frac{1.3×1{0}^{-33}}{0.01}}$=$\root{3}{1.3}$×10^-11mol/L，
c（OH^-）小的先析出，所以最后析出的是Cu（OH）₂沉淀，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了沉淀溶解平衡的分析计算应用，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，解题的关键是明确溶度积的表达式以及溶液中氢氧根离子浓度，题目难度中等．