Question

【題目】海水中含有豐富的鎂資源。某同學設計從模擬海水中制備MgO的實驗方案：

模擬海水中的離子濃度/mol·L-1	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1.010-5molL-，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)=4.9610-9 Ksp(MgCO3)=2.110-5

Ksp(Ca(OH)2)=4.6810-6 Ksp(Mg(OH)2)=5.6110-12

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中應改為加入4.2g NaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2混合物

Answer 1

【答案】A

【解析】A、已知加入1.0L 1.0mol/LNaOH溶液后，溶液中n(OH-)=10-3mol，根據離子的性質，OH-首先與HCO3-發生反應，由題中的數據可知，OH-恰好與1.0L海水中的HCO3-完全反應生成10-3mol的CO32-，所以沉淀x不是Mg(OH)2，又Qsp(CaCO3)=0.011×10-3=1.1×10-5 > Ksp(CaCO3)=4.9610-9 ，Qsp(MgCO3)=0.050×10-3=5.0×10-5 < Ksp(MgCO3)=6.8210-5，所以沉淀x中沒有MgCO3，只有CaCO3，即A正確；B、由于n(CO32-)=10-3mol，則消耗的n(Ca2+)=10-3mol，所以濾液M中還有剩余的n(Ca2+)=0.010mol，故B錯誤；C、再加NaOH固體調節溶液的pH=11.0，此時c(OH-)=10-3mol·L－1，則Qsp(Ca(OH)2) =0.010×10-6=1.0×10-8 < Ksp(Ca(OH)2)= 4.6810-6，所以沒有Ca(OH)2沉淀，而Qsp(Mg(OH)2) =0.050×10-6=5.0×10-8 > Ksp(Mg(OH)2)= 5.6110-12，則有Mg(OH)2沉淀生成，且溶液中的c(Mg2+)=5.6110-6mol·L－1 <1.010-5molL-1，所以濾液N中不存在Mg2+，存在Ca2+，故C錯誤；D、步驟②中改為加入4.2g NaOH固體，則n(OH-)=0.105mol，而溶液中的n(Mg2+)=0.050mol，所以反應生成Mg(OH)2沉淀后，溶液中剩余的c(OH-)=0.005mol/L，c(Ca2+)=0.010mol·L－1，則Qsp(Ca(OH)2) =0.010×(0.005)2=2.5×10-7 < Ksp(Ca(OH)2)= 4.6810-6，所以沉淀Y中沒有Ca(OH)2沉淀，只有Mg(OH)2沉淀，故D錯誤。本題正確答案為A。