题目内容

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:

注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。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
下列说法不正确的是

A.沉淀物X为CaCO3
B.滤液M中存在Mg2+和Ca2+
C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y只有Mg(OH)2

C

解析试题分析: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+HCO3CO32+H2O,生成0.001molCO32.由于Ksp(CaCO3)<<Ksp(MgCO3),生成的CO32与水中的Ca2反应生成CaCO3沉淀Ca2+CO32=CaCO3↓.所以沉淀物X为CaCO3,故A正确;步骤①中,由于CO32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)=0.010mol·L-1,所以滤液M中同时存在着Ca2和Mg2,故B正确;步骤②,当滤液M中加入NaOH 固体,调至pH=11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×(10-32=10-8<Ksp[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>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,无剩余,滤液N中不存在Mg2,故C错误;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 molMg(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<Ksp[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正确。
考点:考查考查了Ksp的应用和计算,离子反应等。

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