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化学
题目

某试液中含Fe3+和Co2+,浓度均为0.020molL-1,今欲用同浓度的EDTA标准溶液进行滴定。问: (1)滴定Fe3+的适宜的酸度范围? (2)滴定Fe3+后能否滴定Co2+(其氢氧化物的Ktheta;sp=10-14.7)?试求滴定Co2+适宜的酸度范围?

某试液中含Fe3+和Co2+,浓度均为0.020molL-1,今欲用同浓度的EDTA标准溶液进行滴定。问: (1)滴定Fe3+的适宜的酸度范围? (2)滴定Fe3+后能否滴定Co2+(其氢氧化物的Ktheta;sp=10-14.7)?试求滴定Co2+适宜的酸度范围?

题目解答

答案

解析

步骤 1:确定滴定Fe^{3+}的最高酸度
- 由 $\lg c_1(M) \cdot K'(MY) \geqslant 6.0$ 可推出 $\lg a[Y(H)] \cong \lg K^\circ(FeY) - 8.0 = 25.1 - 8.0 = 17.1$。
- 查 $\lg a[Y(H)] - pH$ 曲线得 $pH = 1.0$,此即滴定 $Fe^{3+}$ 的最高酸度。

步骤 2:确定滴定Fe^{3+}的最低酸度
- 为防止配位滴定中生成 $Fe(OH)_3$ 沉淀,必须满足:$[Fe^{3+}] \cdot [OH^-]^3 \leqslant K^\theta_{sp}$。
- 已知 $[Fe^{3+}] = 0.020 \times 0.5 = 0.010 mol \cdot L^{-1}$,$Fe(OH)_3$ 的 $K^\theta_{sp} = 2.64 \times 10^{-39}$。
- 故:$[OH^-] \leqslant (2.64 \times 10^{-39} / 0.010)^{1/3} = 6.41 \times 10^{-13}$。
- 所以滴定 $Fe^{3+}$ 的最低酸度为:$pH = 14.0 - 12.2 = 1.8$。

步骤 3:确定滴定Co^{2+}的最高酸度
- 由 $\lg c_1(M) \cdot K'(MY) \geqslant 6$ 可推出 $\lg a[Y(H)] = \lg K^\circ(CoY) - 8.0 = 16.3 - 8.0 = 8.3$。
- 查 $\lg a[Y(H)] - pH$ 曲线得 $pH = 4.0$,此即滴定 $Co^{2+}$ 的最高酸度。

步骤 4:确定滴定Co^{2+}的最低酸度
- 为防止配位滴定中生成 $Co(OH)_2$ 沉淀,必须满足:$[Co^{2+}] \cdot [OH^-]^2 \leqslant K^\theta_{sp}$。
- 已知 $[Co^{2+}] = 0.020 \times 0.5 = 0.010 mol \cdot L^{-1}$,$Co(OH)_2$ 的 $K^\theta_{sp} = 10^{-14.7}$。
- 故:$[OH^-] \leqslant (10^{-14.7} / 0.010)^{1/2} = 4.47 \times 10^{-7}$。
- 所以滴定 $Co^{2+}$ 的最低酸度为:$pH = 14.0 - 6.4 = 7.60$。

步骤 5:判断滴定Fe^{3+}后能否滴定Co^{2+}
- 根据滴定 $Fe^{3+}$ 和滴定 $Co^{2+}$ 的适宜酸度范围,滴定 $Fe^{3+}$ 后能用EDTA滴定 $Co^{2+}$。

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