已知：常温下Fe（OH）3的溶度积Ksp=8.0×10-38，Cu（OH）2的溶度积Ksp=3.0×10-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol•L-1时就认为沉淀完全，已知某溶液中含有Fe3+、Cu2+和SO42-，设溶液

Question

已知：常温下Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol•L^-1时就认为沉淀完全，已知某溶液中含有Fe³⁺、Cu²⁺和SO₄^2-，设溶液中Cu²⁺的物质的量浓度为3.0mol•L^-1，则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为______，完全沉淀时溶液的pH为______，通过计算确定pH=4时，Fe³⁺残存的浓度是：______．（请写出计算过程lg3=0.48）

Answer 1

Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，溶液中CuSO₄的浓度为3.0mol•L^-1，c（Cu²⁺）=3.0mol•L^-1；
依据溶度积常数c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=(3×10−20)/(3.0)=3.0×10^-20 ；c²（OH^-）=(3×10−20)/(3.0)=10^-20；
得到c（OH^-）=10^-10mol/L，
依据水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14；c（H⁺）=10^-4mol/L，溶液pH=4，
则Cu（OH）₂开始沉淀时溶液的pH为4；
残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol•L^-1时就认为沉淀完全，Cu（OH）₂的溶度积K_sp=3.0×10^-20，c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=3.0×10^-20；c²（OH^-）=(3×10−20)/(1×10−5)=3.0×10^-15；
求得c（OH^-）=5.47×10^-8mol/L；
水溶液中的离子积c（H⁺）×c（OH^-）=10^-14，c（H⁺）=1.83×10^-7mol/L，
则pH=6.7；
常温下Fe（OH）₃的溶度积K_sp=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）×c³（OH^-）=8.0×10^-38，c（Fe³⁺）=(8.0×10−38)/((1×10−10)3)mol/L=8×10^-8mol/L，
故答案为：4；6.7；8×10^-8mol/L．