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. 步驟②中若改為加入4.2 g NaOH固體，沉淀物Y為Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物

B. 濾液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋

C. 濾液N中存在Mg2＋、Ca2＋

D. 沉淀物X為CaCO3

Answer 1

【答案】D

【解析】

A.步驟②中若改為加入4.2gNaOH固體，則n（NaOH）=0.105mol，與0.05molMg2＋反應：Mg2＋+2OH－=Mg(OH)2↓，生成0.05 molMg(OH)2，剩余0.005 molOH－，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A錯誤；

B.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錯誤；

C.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－)=1×10-3mol·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；

D.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－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D正確。

故選D。