题目
已知氢氧化铁的Ksp=4.0×10-38则氢氧化铁沉淀完全时溶液的PH值约为3.2。( )
已知氢氧化铁的Ksp=4.0×10-38则氢氧化铁沉淀完全时溶液的PH值约为3.2。( )
题目解答
答案
正确
解析
考查要点:本题主要考查溶度积(Ksp)的应用,以及通过溶度积计算溶液的pH值。
解题核心思路:
- 明确氢氧化铁的解离方程式,写出溶度积表达式;
- 假设沉淀完全时Fe³⁺的浓度为1×10⁻⁵ mol/L(常规标准);
- 代入Ksp公式计算OH⁻浓度,再通过pOH-pH关系求解pH值。
关键点:正确处理指数运算和对数转换,注意单位换算的准确性。
步骤1:写出氢氧化铁的解离方程式和溶度积表达式
氢氧化铁的解离方程式为:
$\text{Fe(OH)}_3 \leftrightharpoons \text{Fe}^{3+} + 3\text{OH}^-$
溶度积表达式为:
$K_{sp} = [\text{Fe}^{3+}][\text{OH}^-]^3$
步骤2:代入沉淀完全时的Fe³⁺浓度
当氢氧化铁沉淀完全时,溶液中$\text{Fe}^{3+}$的浓度极低,通常认为$[\text{Fe}^{3+}] = 1 \times 10^{-5} \, \text{mol/L}$。
将已知$K_{sp} = 4.0 \times 10^{-38}$代入公式:
$4.0 \times 10^{-38} = (1 \times 10^{-5}) \cdot [\text{OH}^-]^3$
步骤3:求解OH⁻浓度
整理方程:
$[\text{OH}^-]^3 = \frac{4.0 \times 10^{-38}}{1 \times 10^{-5}} = 4.0 \times 10^{-33}$
取立方根:
$[\text{OH}^-] = (4.0 \times 10^{-33})^{1/3} \approx 1.587 \times 10^{-11} \, \text{mol/L}$
步骤4:计算pH值
- 计算pOH:
$\text{pOH} = -\log_{10} (1.587 \times 10^{-11}) \approx 10.8$ - 计算pH:
$\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 10.8 = 3.2$