题目
25℃时,(1)在 .10molcdot (L)^-1Fe(Cl)_(2) 溶液中,不断通入H 2S(g),若不生-|||-成FeS沉淀,溶液的pH 最高不应超过多少?-|||-(2)在pH为1.00的某溶液中含有FeCl2 与CuCl2,两者的浓度均为-|||-.10molcdot (L)^-1, 不断通入H2S(g )时,能有哪些沉淀生成?各种离子浓度分别是多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1:计算FeS沉淀的条件
在FeCl2溶液中通入H2S(g),若不生成FeS沉淀,需要计算FeS沉淀的条件。FeS沉淀的平衡反应为:
$FeS(s) + 2H^+(aq) \rightleftharpoons Fe^{2+}(aq) + H_2S(aq)$
该反应的平衡常数即为FeS的溶度积常数 $K_{sp}(FeS)$。查表得 $K_{sp}(FeS) = 6 \times 10^{-18}$。
步骤 2:计算不生成FeS沉淀的最高pH
根据平衡常数表达式,有:
$K_{sp}(FeS) = \frac{[Fe^{2+}][H_2S]}{[H^+]^2}$
代入已知数据,得:
$6 \times 10^{-18} = \frac{0.10 \times 0.10}{[H^+]^2}$
解得:$[H^+] = 4.1 \times 10^{-3} mol \cdot L^{-1}$
$pH = -\log[H^+] = 2.39$
步骤 3:计算CuS沉淀的条件
在pH为1.00的溶液中,通入H2S(g),有可能生成CuS沉淀。CuS沉淀的平衡反应为:
$Cu^{2+}(aq) + H_2S(aq) \rightleftharpoons CuS(s) + 2H^+(aq)$
该反应的平衡常数即为CuS的溶度积常数 $K_{sp}(CuS)$。查表得 $K_{sp}(CuS) = 6 \times 10^{-16}$。
步骤 4:计算CuS沉淀的离子浓度
根据平衡常数表达式,有:
$K_{sp}(CuS) = \frac{[Cu^{2+}][H_2S]}{[H^+]^2}$
代入已知数据,得:
$6 \times 10^{-16} = \frac{0.10 \times 0.10}{[H^+]^2}$
解得:$[Cu^{2+}] = 5.4 \times 10^{-16} mol \cdot L^{-1}$
步骤 5:计算FeS沉淀的离子浓度
由于CuS沉淀的生成,使溶液中 $[H^+]$ 增大为 $0.30 mol \cdot L^{-1}$,已大于不生成FeS沉淀的最小 $[H^+]$,所以不能生成FeS沉淀。
在FeCl2溶液中通入H2S(g),若不生成FeS沉淀,需要计算FeS沉淀的条件。FeS沉淀的平衡反应为:
$FeS(s) + 2H^+(aq) \rightleftharpoons Fe^{2+}(aq) + H_2S(aq)$
该反应的平衡常数即为FeS的溶度积常数 $K_{sp}(FeS)$。查表得 $K_{sp}(FeS) = 6 \times 10^{-18}$。
步骤 2:计算不生成FeS沉淀的最高pH
根据平衡常数表达式,有:
$K_{sp}(FeS) = \frac{[Fe^{2+}][H_2S]}{[H^+]^2}$
代入已知数据,得:
$6 \times 10^{-18} = \frac{0.10 \times 0.10}{[H^+]^2}$
解得:$[H^+] = 4.1 \times 10^{-3} mol \cdot L^{-1}$
$pH = -\log[H^+] = 2.39$
步骤 3:计算CuS沉淀的条件
在pH为1.00的溶液中,通入H2S(g),有可能生成CuS沉淀。CuS沉淀的平衡反应为:
$Cu^{2+}(aq) + H_2S(aq) \rightleftharpoons CuS(s) + 2H^+(aq)$
该反应的平衡常数即为CuS的溶度积常数 $K_{sp}(CuS)$。查表得 $K_{sp}(CuS) = 6 \times 10^{-16}$。
步骤 4:计算CuS沉淀的离子浓度
根据平衡常数表达式,有:
$K_{sp}(CuS) = \frac{[Cu^{2+}][H_2S]}{[H^+]^2}$
代入已知数据,得:
$6 \times 10^{-16} = \frac{0.10 \times 0.10}{[H^+]^2}$
解得:$[Cu^{2+}] = 5.4 \times 10^{-16} mol \cdot L^{-1}$
步骤 5:计算FeS沉淀的离子浓度
由于CuS沉淀的生成,使溶液中 $[H^+]$ 增大为 $0.30 mol \cdot L^{-1}$,已大于不生成FeS沉淀的最小 $[H^+]$,所以不能生成FeS沉淀。