Question

在調(diào)水工程中，沿途工業(yè)污水的任意排放是造成水質(zhì)惡化的最大隱患．檢測某工廠廢液中含有大量Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Ba²⁺等離子．試分析回答下列問題：
（1）該廢液中可能大量存在的一種陰離子是

 

（填序號）；
     A．SO₄^2-  B．NO₃^-C．Cl^-D．CO₃^2-
（2）為檢測廢液中鋁元素的含量需將其從廢水樣品中分離出來．
①首先向廢水中加入足量的試劑

 

，鋁元素發(fā)生變化的離子方程式是：

 

；
②過濾，向濾液中通入足量CO₂，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌干燥、稱量．
（3）今要回收金屬銀，請你設計一個實驗方案，（用文字敘述，或?qū)懗鲇嘘P主要的離子反應方程式）：

 

．
（4）如圖為某溫度下，F(xiàn)e（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分別在溶液中達到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤旱膒H，金屬陽離子濃度變化情況．
據(jù)圖分析：該溫度下，溶度積常數(shù)的關系為：Ksp[Fe（OH）₃]

 

Ksp[Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”、“＜”）；如果在新生成的Mg（OH）₂濁液中滴入足量的Fe³⁺，振蕩后，白色沉淀會全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，原因是：

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）硫酸銀不溶液水，氯化銀不溶于水，金屬離子與碳酸根離子生成不溶于水的碳酸鹽；
（2）只有氫氧化鋁與堿反應，利用堿將金屬陽離子分離；
（3）依據(jù)銀的活潑性選擇活潑金屬，依據(jù)氧化還原反應確定離子反應方程式的書寫；
（4）①根據(jù)Ksp的意義以及沉淀的轉(zhuǎn)化知識來判斷生成的沉淀是什么；
②根據(jù)沉淀溶解平衡移動的影響因素知識來回答判斷．

解答： 解：（1）因硫酸銀不溶液水，氯化銀不溶于水，金屬離子與碳酸根離子生成不溶于水的碳酸鹽，所有的硝酸鹽都溶于水，即硝酸根離子與金屬離子均不反應，故答案為：B；　
（2）只有氫氧化鋁與堿反應，利用堿將金屬陽離子分離，則試劑選NaOH溶液，發(fā)生的離子反應為Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：NaOH溶液；Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；　
（3）因為銀在金屬活動性順序中位于氫的后面，鐵的活潑性強于銀，故可以采用溶液中的置換法，利用鐵置換硝酸銀中的銀，具體操作為：向廢液中加過量的鐵粉，充分攪拌后過濾得濾渣，再向濾渣中加入過量鹽酸，洗滌濾渣，
故答案為：向廢液中加過量的鐵粉，充分攪拌后過濾得濾渣，再向濾渣中加入過量鹽酸，洗滌濾渣得到銀．2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Fe+2Ag⁺=2Ag+Fe²⁺；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）①根據(jù)圖象上的點可以知道，當陽離子鐵離子、鎂離子濃度相等時，對應的氫離子濃度的大小關系，結(jié)合Ksp（氫氧化鐵）=c（Fe³⁺）?c（OH^-）³，Ksp（氫氧化鎂）=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案為：＜；
②根據(jù)①的分析，K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當加入Fe³⁺后，會和OH^-反應生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動，機會生成紅褐色沉淀物質(zhì)，
故答案為：氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，由于K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，所以當加入Fe³⁺后，會和OH^-反應生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動，最有氫氧化鎂全部轉(zhuǎn)化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀．

點評：本題考查離子的共存，離子的分離及有關計算，熟悉離子之間的反應、離子的性質(zhì)即可解答，題目難度不大．