硫酸铜晶体的提纯实验中,为使Fe3+水解为Fe(OH)3沉淀与不溶性杂质一道用过滤法除去,需加入NaOH调节溶液的 pH ≈4。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考查硫酸铜晶体提纯实验中调节溶液pH的相关知识。解题思路是根据Fe³⁺水解的原理以及不同pH条件下Fe³⁺的存在形式来判断该说法是否正确。
在硫酸铜晶体的提纯实验中,为了使Fe³⁺水解为Fe(OH)₃沉淀,需要调节溶液的pH。根据Fe³⁺水解的平衡:$Fe^{3 + } + 3H_{2}O\rightleftharpoons Fe(OH)_{3}+3H^{+}$。
当溶液pH较小时,水解平衡逆向移动,不利于Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀;当溶液pH较大时,会使Cu²⁺也发生水解生成Cu(OH)₂沉淀。
一般来说,要使Fe³⁺完全沉淀(通常认为溶液中Fe³⁺浓度小于$10^{-5}mol/L$),根据溶度积常数$K_{sp}[Fe(OH)_{3}]=c(Fe^{3 + })\times c^{3}(OH^{-})$,$K_{sp}[Fe(OH)_{3}]=2.64\times 10^{-39}$,当$c(Fe^{3 + })=10^{-5}mol/L$时,$c(OH^{-})=\sqrt[3]{\frac{K_{sp}[Fe(OH)_{3}]}{c(Fe^{3 + })}}=\sqrt[3]{\frac{2.64\times 10^{-39}}{10^{-5}}}\approx1.4\times 10^{-11.5}mol/L$,则$c(H^{+})=\frac{K_{w}}{c(OH^{-})}=\frac{1.0\times 10^{-14}}{1.4\times 10^{-11.5}}\approx4.5\times 10^{-3}mol/L$,$pH = -\lg c(H^{+})\approx2.3$。
而当pH≈4时,溶液酸性相对较弱,Fe³⁺不能完全水解为Fe(OH)₃沉淀,所以该说法错误。