Question

【題目】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：

模擬海水中的 離子濃度（mol/L）	Na+	Mg2+	Ca2+	Cl﹣	HCO3﹣
	0.439	0.050	0.011	0.560	0.001

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 ． 下列說法正確的是（ ）
A.沉淀物X為CaCO3
B.濾液M中存在Mg2+ ， 不存在Ca2+
C.濾液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步驟②中若改為加入4.2gNaOH固體，沉淀物Y為Ca（OH）2和Mg（OH）2的混合物

Answer 1

【答案】A
【解析】解：A．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；
B．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+）=0.010 molL﹣1 ． 濾液M中同時存在著Ca2+和Mg2+ ， 故B錯誤；
C．步驟②，當濾液M中加入NaOH 固體，調至pH=11（即pOH=3）時，此時濾液中c（OH﹣）=1×10﹣3 molL﹣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=5.61×10﹣12 ， c（Mg2+）=5.61×10﹣6＜10﹣5 ， 無剩余，濾液N中不存在Mg2+ ，
故C錯誤；
D．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 mol Mg（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錯誤．
故選A．