海水中含有丰富的镁资源．某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

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解决时间 2021-02-04 19:49

提问者网友：温柔港
2021-02-04 14:25

最佳答案

五星知识达人网友：像个废品
2021-02-04 15:54

A．步骤①，从题给的条件，可知n（NaOH ）=0.001mol，[即n（OH^- ）=0.001mol]．依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1L模拟海水中，加入0.001mol NaOH时，OH^- 恰好与HCO₃ ^- 完全反应：OH^- +HCO₃ ^- =CO₃ ^2- +H₂ O，生成0.001molCO₃ ^2- ．由于K_sp （CaCO₃ ）＜＜K_sp （MgCO₃ ），生成的CO₃ ^2- 与水中的Ca²⁺ 反应生成CaCO₃ 沉淀Ca²⁺ +CO₃ ^2- =CaCO₃ ↓．所以沉淀物X为CaCO₃ ，故A正确；
B．由于CO₃ ^2- 只有0.001mol，反应生成CaCO₃ 所消耗的Ca²⁺ 也只有0.001mol，滤液中还剩余c（Ca²⁺ ）=0.010 mol?L^-1 ．滤液M中同时存在着Ca²⁺ 和Mg²⁺ ，故B错误；
C．步骤②，当滤液M中加入NaOH 固体，调至pH=11（即pOH=3）时，此时滤液中c（OH^- ）=1×10^-3 mol?L^-1 ．则
Q[Ca（OH）₂ ]=c（Ca²⁺ ）×（10^-3 ）² =0.010×（10^-3 ）² =10^-8 ＜K_sp [Ca（OH）₂ ]，无Ca（OH）₂ 生成．
Q[Mg（OH）₂ ]=c（Mg²⁺ ）×（10^-3 ）² =0.050×（10^-3 ）² =5×10^-8 ＞K_sp [Mg（OH）₂ ]，有Mg（OH）₂ 沉淀生成．
又由于K_sp [Mg（OH）₂ ]=c（Mg²⁺ ）×（10^-3 ）² =5.6×10^-12 ，c（Mg²⁺ ）=5.6×10^-6 ＜10^-5 ，无剩余，滤液N中不存在Mg²⁺ ，
故C错误；
D．步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，则n（NaOH）=0.105mol，与0.05mol Mg²⁺ 反应：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 ＜K_sp [Ca（OH）₂ ]，所以无Ca（OH）₂ 沉淀析出，沉淀物Y为Mg（OH）₂ 沉淀，故D错误．
故选A．

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