Question

海水中含有豐富的鎂資源。某同學設計了從模擬海水中制備MgO的實驗方案：

注：溶液中某種離子的濃度小于1.0×10－5 mol/L，可認為該離子不存在；實驗過程中，假設溶液體積不變。已知：KSp(CaCO3)=4.96×10－9；KSp(MgCO3)=6.82×10-6；KSp[Ca(OH)2]=4.68×10-6；KSp[Mg(OH)2]=5.61×10 -12。

下列說法不正確的是

A．沉淀物X為CaCO3

B．濾液M中存在Mg2+和Ca2+

C．濾液N中存在Mg2+、Ca2+

D．步驟②中若改為加入4．2 g NaOH固體，沉淀物Y只有Mg(OH)2

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】

試題分析：步驟①，從題給的條件，可知n(NaOH)=0.001mol，[即n(OH－)=0.001mol]．依據離子反應“先中和、后沉淀、再其他”的反應規律，當1L模擬海水中，加入0.001mol NaOH時，OH－ 恰好與HCO3－完全反應：OH－+HCO3－CO32－+H2O，生成0.001molCO32－．由于Ksp(CaCO3)＜＜Ksp(MgCO3)，生成的CO32－與水中的Ca2＋反應生成CaCO3 沉淀Ca2＋+CO32－=CaCO3↓．所以沉淀物X為CaCO3，故A正確；步驟①中，由于CO32－只有0.001mol，反應生成CaCO3 所消耗的Ca2＋也只有0.001mol，濾液中還剩余c（Ca2＋）=0.010mol·L－1，所以濾液M中同時存在著Ca2＋和Mg2＋，故B正確；步驟②，當濾液M中加入NaOH 固體，調至pH=11時，此時濾液中c(OH－)=1×10-3 mol·L－1．則Q[Ca(OH)2]=c(Ca2＋)×(10-3)2=0.010×（10-3）2=10-8＜Ksp[Ca(OH)2]，無Ca(OH)2生成，Q[Mg(OH)2]=c(Mg2＋)×(10-3)2=0.050×(10-3)2=5×10-8＞Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成，又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2＋)×(10-3)2=5.6×10-12，c(Mg2＋)=5.6×10-6＜10-5，無剩余，濾液N中不存在Mg2＋，故C錯誤；步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體，則n（NaOH）=0.105mol，與0.05mol Mg2＋反應：Mg2＋+2OH－=Mg(OH)2↓，生成0.05 molMg(OH)2，剩余0.005 mol OH－，由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca2＋)×(OH－)2=0.010×(0.005)2=2.5×10-7＜Ksp[Ca(OH)2]，所以無Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y為Mg(OH)2沉淀，故D正確。

考點：考查考查了Ksp的應用和計算，離子反應等。