Question

20．某研究小组进行Mg（OH）₂沉淀溶解和生成的实验探究．
【查阅资料】25℃时，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38
【实验探究】向2支均盛有1mL 0.1mol/L MgCl₂溶液的试管中分别加入2滴2mol/L NaOH溶液，制得等量Mg（OH）₂沉淀．
（1）分别向两支试管中加入不同试剂，记录实验现象如表：

试管编号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	2滴0.1mol/L FeCl3溶液	①白色沉淀转化为红褐色沉淀
Ⅱ	4mL 2 mol/L NH4Cl 溶液	②白色沉淀溶解，得无色溶液

（2）测得试管Ⅰ中所得混合液pH=6，则溶液中c（Fe³⁺）=4×10^-14mol/L．
（3）同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种：
猜想1：NH₄⁺结合Mg（OH）₂电离出的OH^-，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移动．
猜想2：NH₄Cl水解出来的H⁺与Mg（OH）₂电离出OH^-结合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移动．
（4）为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中，一支试管中加入醋酸铵溶液（pH=7），另一支试管中加入NH₄Cl和氨水混合液（pH=8），两者沉淀均溶解．
①实验证明猜想正确的是1（填“1”或“2”）．
②验证猜想时，设计实验向氢氧化镁沉淀中加NH₄Cl和氨水混合液的理由是做对比分析，pH=8的NH₄Cl和氨水混合液中c（H⁺）很小，可以否定猜想2．

Answer 1

分析 （1）在Mg（OH）₂悬浊液中，加0.1mol/L FeCl₃溶液，会生成氢氧化铁沉淀；在Mg（OH）₂悬浊液中，加2 mol/L NH₄Cl 溶液，Mg（OH）₂沉淀会溶解；
（2）根据K_sp[Fe（OH）₃]计算溶液中c（Fe³⁺）；
（3）铵根离子显酸性，氢离子与氢氧化镁反应；
（4）①醋酸铵为中性，如果醋酸铵能够溶解氢氧化镁固体，则证明猜想1正确；
②NH₄Cl和氨水混合液（pH=8）中氢离子浓度很小，据此进行解答．

解答 解：（1）向2支均盛有1mL 0.1mol/L MgCl₂溶液的试管中分别加入2滴2mol/L NaOH溶液，制得等量Mg（OH）₂沉淀，
在Mg（OH）₂悬浊液中，加0.1mol/L FeCl₃溶液，会生成氢氧化铁沉淀，白色沉淀转化为红褐色沉淀；在Mg（OH）₂悬浊液中，加2 mol/L NH₄Cl 溶液，Mg（OH）₂沉淀会溶解，形成无色溶解；
故答案为：

试管编号	加入试剂	实验现象
Ⅰ		白色沉淀转化为红褐色沉淀
Ⅱ		白色沉淀溶解，得无色溶液

；
（2）测得试管Ⅰ中所得混合液pH=6，则溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-8}）^{3}}$=4×10^-14mol/L；
故答案为：4×10^-14mol/L；
（3）猜想2：在Mg（OH）₂悬浊液中，存在沉淀溶解平衡Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH ^-（aq），铵根离子显酸性，NH₄Cl水解出来的H⁺与Mg（OH）₂电离出OH^-结合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移动，所以氢氧化镁沉淀溶解；
故答案为：NH₄Cl水解出来的H⁺与Mg（OH）₂电离出OH^-结合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移动；
（4）①已知醋酸铵为中性，在盛有氢氧化镁沉淀的试管中，加入醋酸铵溶液，能够溶解氢氧化镁固体，则证明猜想1正确；
故答案为：1；
②NH₄Cl和氨水混合液（pH=8）中氢离子浓度很小，在盛有氢氧化镁沉淀的试管中，加入NH₄Cl和氨水混合液，能够溶解氢氧化镁固体，说明Mg（OH）₂溶解不是与氢离子发生反应；
故答案为：做对比分析，pH=8的NH₄Cl和氨水混合液中c（H⁺）很小，可以否定猜想2．

点评 本题考查较为综合，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等，注意把握影响沉淀平衡，电离平衡和水解平衡的因素，综合把握相关基本理论知识，注重基础知识的学习．