Question

【题目】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：

模拟海水中的离 子浓度(mol/L)	Na＋	Mg2＋	Ca2＋	Cl	HCO3-
	0.439	0.050	0.011	0.560	0.001

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。

下列说法正确的是

A. 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物

B. 滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋

C. 滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋

D. 沉淀物X为CaCO3

Answer 1

【答案】D

【解析】

A.步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，则n（NaOH）=0.105mol，与0.05molMg2＋反应：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]，所以无Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀，故A错误；

B.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错误；

C.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－)=1×10-3mol·L－1。则Q[Ca(OH)2]=c(Ca2＋)×(10-3)2=0.010×（10-3）2=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；

D.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－CO32－+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D正确。

故选D。