7.5.3 分步沉淀

当溶液中有几种离子都能与同一沉淀剂生成沉淀时，由于生成沉淀的溶度积不同，析出沉淀的先后顺序也不同。沉淀生成的先后顺序遵循Q^Θ>Ksp^Θ的原则，Q^Θ先达到溶度积的物质先沉淀，这就是分步沉淀。

利用分步沉淀可对离子进行分离。一般认为，溶液中被沉淀离子的浓度低于10^-5 mol·dm^-3时，该离子沉淀完全。

【例7-10】混合溶液中含有2.5×10^-2 mol·dm^-3 Pb²⁺和1.0×10^-2 mol·dm-3 Fe³⁺，若向其中逐滴加入浓NaOH溶液(忽略体积的变化)，能否将Pb²⁺和Fe³⁺分离？若能分离试求分离的pH范围。

已知Ksp^Θ,pb(OH)₂=1.43×10^-15，Ksp^Θ,Fe(OH)₃=2.79×10^-39。

解首先确定Pb²⁺和Fe³⁺在逐渐加入NaOH溶液时产生沉淀的先后顺序。

Pb²⁺开始沉淀时

Fe³⁺开始沉淀时

所以加入NaOH溶液时，Fe³⁺先沉淀，Pb²⁺后沉淀。

当Fe³⁺沉淀完全时，[Fe³⁺]为10 mol·dm^-3，则溶液中[OH^-]为

而此时，对于Pb(OH)₂。

Q^Θ<Ksp^Θ,Pb(OH)₂，则不生成Pb(OH)₂沉淀。

即当Fe³⁺沉淀完全时Pb²+还未产生沉淀，所以Fe³⁺和Pb²⁺可以用NaOH溶液加以分离。

Fe³⁺沉淀完全时

[OH-]=6.53×10^-12，pH=2.81。

Pb²⁺开始沉淀时

[OH-]=2.39×10^-7，pH=7.38。

使2.5×10-2 mol·dm^-2的Pb²⁺和1.0×10 mol·dm^-3的Fe³⁺分离的pH范围是2.81~7.38。

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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