入試攻略 への 必須問題】
Fe²+ と Cd²+ をそれぞれ 0.10 mol/L ずつ含む混合水溶液に、25℃,
pH=1.0 の塩酸酸性条件下で硫化水素を通じて飽和させると,CdS のみ
が沈殿する。 CdS のみが沈殿する理由を説明せよ。
なお, 25℃における FeS と CdSの溶解度積は,以下の値を用いよ。
Ksp =
[Fe2+][S2-] = 6.3×10-18 [mol/L2]
Ksp [Cd²+][S2-] = 5.0×10-28 [mol/L2]
また, 25℃における硫化水素の飽和水溶液の濃度は0.10mol/L で一定
であり、次の電離平衡が成立しているものとする。
りかからこっちに
H2S
H+ + S2 K = 1.2×10-21 [mol2/L2]
↓なんでこうなるので
【解説
答え
-
ここでKは電離定数である。
[H+] は, pH=1.0 なので, [H+] = 10-1
[mol/L] です。 [H2S] = 0.1 [mol/L] として
よいので,
[H+][s²-]
[H2S]
ų
K=
から [S2-] が求まります。
金属イオン濃度を [M²+] とすると,
[M²+] [S²-] の値が Ksp より大きい場合のみ,
沈殿が生じます。
(10-')2.[S²]=1.2×10-21
0.10
H2S-
pH=1.00
-FIST #13
。
[H2S] = 0.10[mol/L]
25°C
(長崎大)
v=[^gA]]
[H+]^[S²]=1.2×10~21
K=
[H2S]
である。 [HS]=0.10 [mol/L], pH=1.0 なので [H+]=10-'[mol/L]を
①式に代入すると
↓なんで沈殿しない
くわかるのか
よって, [S²]=1.2×10-²0 [mol/L]
[Fe°*] と[Cdf**] はともに 0.10mol/L であり、 沈殿しないとすると、
[F²] [S²-], [Cd+][s²-]
ともに 0.10×1.2×10-2=1.2×10-21 であり,この値は FeSの溶解度積は
こえていないが, CdS の溶解度積はこえている。 そこでFeSの沈殿は生じ
ないが, CdSの沈殿は生じる。
