Question

19．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：K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9；K_sp（MgCO₃）=6.82×10^-6；K_sp=4.68×10^-6；K_sp=5.61×10^-12．請回答下列問題：
（6）沉淀物X為CaCO₃；
（7）濾液N中Ca²⁺濃度為0.01mol/L；
（8）加NaOH固體調整pH=12.5是否可行否（填“是”“否”）；原因是如果pH調制12.5會使氫氧化鈣沉淀，會使產品不純．

Answer 1

分析 步驟①，加入0.001mol NaOH時，OH^- 恰好與HCO₃^-完全反應，生成0.001molCO₃^2-．由于K_sp（CaCO₃）＜＜K_sp（MgCO₃），生成的CO₃^2-與水中的Ca²⁺反應生成沉淀X為CaCO₃，濾液M中同時存在著Ca²⁺和Mg²⁺；
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 mol•L^-1．
根據(jù)溶度積可判斷無Ca（OH）₂生成，有Mg（OH）₂沉淀生成，所以Y為Mg（OH）₂．
根據(jù)溶度積可判斷無Ca（OH）₂生成，有Mg（OH）₂沉淀生成．

解答 解：（6）步驟①，從題給的條件，可知n（NaOH ）=0.001mol，[即n（OH^-）=0.001mol]．依據(jù)離子反應“先中和、后沉淀、再其他”的反應規(guī)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^-═CO₃^2-+H₂O，生成0.001molCO₃^2-．
由于K_sp（CaCO₃）＜＜K_sp（MgCO₃），生成的CO₃^2-與水中的Ca²⁺反應生成CaCO₃ 沉淀Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓．所以沉淀物X為CaCO₃；
故答案為：CaCO₃；
（7）由于CO₃^2-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 mol•L^-1，
故答案為：0.01mol/L；
（8）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 mol•L^-1．加NaOH固體調整pH=12.5會使氫氧化鈣沉淀，會使產品不純，
根據(jù)溶度積可判斷無Ca（OH）₂生成，有Mg（OH）₂沉淀生成，所以Y為Mg（OH）₂．
故答案為：否；如果pH調制12.5會使氫氧化鈣沉淀，會使產品不純．

點評 本題考查了離子濃度及Ksp的有關計算，要求考生定量地分析發(fā)生的反應，溶液中存在的離子，推斷沉淀是否產生，從而得出正確的結論．計算強調了實用性以及認識、解決問題的綜合性，題目難度中等．