在含有 .10molcdot (L)^-1(Fe)^3+ 和 .10molcdot (L)^-1(Ni)^2+ 的溶液中,欲除掉 ^3+ ,^2+ 仍留在溶液中,-|||-应控制pH为多少?

步骤 1：确定 ${Fe}^{3+}$ 和 ${Ni}^{2+}$ 的沉淀条件
- ${Fe}^{3+}$ 形成 ${Fe(OH)}_{3}$ 沉淀的溶度积常数 ${K}_{sp}[ Fe{(OH)}_{3}] =4.0\times {10}^{-38}$。
- ${Ni}^{2+}$ 形成 ${Ni(OH)}_{2}$ 沉淀的溶度积常数 ${K}_{sp}[ Ni{(OH)}_{2}] =5.0\times {10}^{-16}$。
步骤 2：计算 ${Fe}^{3+}$ 完全沉淀时的pH
- ${Fe}^{3+}$ 完全沉淀时，${Fe}^{3+}$ 的浓度为 $1.0\times {10}^{-5}mol\cdot {L}^{-1}$。
- 根据 ${K}_{sp}[ Fe{(OH)}_{3}] = [Fe^{3+}][OH^{-}]^{3}$，可以计算出 $[OH^{-}]$ 的浓度。
- $[OH^{-}] = \sqrt[3]{\frac{4.0\times {10}^{-38}}{1.0\times {10}^{-5}}} = 1.59\times {10}^{-11}mol\cdot {L}^{-1}$。
- $pOH = -\log[OH^{-}] = 10.80$，因此 $pH = 14 - pOH = 3.20$。
步骤 3：计算 ${Ni}^{2+}$ 开始沉淀时的pH
- ${Ni}^{2+}$ 开始沉淀时，${Ni}^{2+}$ 的浓度为 $0.10mol\cdot {L}^{-1}$。
- 根据 ${K}_{sp}[ Ni{(OH)}_{2}] = [Ni^{2+}][OH^{-}]^{2}$，可以计算出 $[OH^{-}]$ 的浓度。
- $[OH^{-}] = \sqrt{\frac{5.0\times {10}^{-16}}{0.10}} = 7.07\times {10}^{-8}mol\cdot {L}^{-1}$。
- $pOH = -\log[OH^{-}] = 7.15$，因此 $pH = 14 - pOH = 6.85$。