Question

【題目】沉淀溶解平衡在生產(chǎn)、科研和環(huán)保等領(lǐng)域有著許多應(yīng)用。

（1）除去硫酸銅溶液中混有的少量鐵離子，可向溶液中加入Cu(OH)2，調(diào)節(jié)溶液的PH,鐵離子就會(huì)全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀除去。

已知：常溫下Fe（OH）3的溶度積Ksp=8.0×10-38，Cu（OH）2的溶度積Ksp=3.0×10-20，通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小等于1×10-5molL-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0molL-1，通過計(jì)算確定應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍是______。（已知lg5=0.7）

（2）為了研究沉淀溶解平衡和沉淀轉(zhuǎn)化，某同學(xué)查閱資料并設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。

資料：AgSCN是白色沉淀，相同溫度下，溶解度AgSCN＞AgI

操作步驟	現(xiàn)象
步驟1：向2 mL 0.005 mol·L－1 AgNO3溶液中加入2 mL 0.005 mol·L－1 KSCN溶液，靜置	出現(xiàn)白色沉淀
步驟2：取1 mL上層清液于試管中，滴加1滴2 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液	溶液變?yōu)榧t色
步驟3：向步驟2的溶液中繼續(xù)加入5滴3 mol·L－1 AgNO3溶液	現(xiàn)象a，溶液紅色變淺
步驟4：向步驟1余下的濁液中加入5滴3 mol·L－1 KI溶液	出現(xiàn)黃色沉淀

①寫出步驟2中溶液變?yōu)榧t色的離子方程式：____________________。

②步驟3中現(xiàn)象a是____________________________。

③用化學(xué)平衡原理解釋步驟4中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_________________________________。

Answer 1

【答案】 3.3≤pH＜4 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 出現(xiàn)白色沉淀 AgSCN(s) Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，加入KI后，因?yàn)槿芙舛?/span>AgI＜AgSCN，故Ag＋與I－反應(yīng)生成AgI黃色沉淀：Ag＋＋I－===AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移動(dòng)

【解析】(1) 殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol/L時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，Fe（OH）3的溶度積Ksp=8.0×10-38，c（Fe3+）×c3（OH-）=8.0×10-38；c3（OH-）==8.0×10-33；

求得c（OH-）=2×10-11mol/L，c（H+）=5×10-4mol/L，溶液pH=3.3；

Cu（OH）2的溶度積Ksp=3.0×10-20，溶液中CuSO4的濃度為3.0mol/L，c（Cu2+）=3.0mol/L；

依據(jù)溶度積常數(shù)c（Cu2+）×c2（OH-）=3.0×10-20 ；c2（OH-）==10-20；

得到c（OH-）=10-10mol/L，c（H+）=10-4mol/L，溶液pH=4；調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵離子沉淀完全但銅離子未開始沉淀，則范圍是3.3≤pH＜4；（2）①鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；②加入硝酸銀，Ag+和SCN-之間反應(yīng)得到AgSCN白色沉淀；③AgSCN(s) Ag＋(aq)＋SCN－(aq)，加入KI后，因?yàn)槿芙舛?/span>AgI＜AgSCN，故Ag＋與I－反應(yīng)生成AgI黃色沉淀：Ag＋＋I－=AgI↓，AgSCN的溶解平衡正向移動(dòng)。