Question

5．蛇纹石矿可看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成．由蛇纹石制碱式碳酸镁的实验步骤如下：
室温下，相关金属氢氧化物沉淀的K_SP见下表

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
（溶度积）KSP	4.0×10-38	1.25×10-33	1.8×10-11

注：①lg2=0.3，②溶液中某离子的浓度小于1.0×10^-5 mol•L^-1，可认为该离子沉淀完全．
下列说法正确的是（　　）

• A． 在滤液I中，加过量的Ca（OH）₂使Fe³⁺和Al³⁺沉淀完全
• B． 滤液I中，加Ca（OH）₂后Al³⁺比Fe³⁺先沉淀完全
• C． 室温下，用Ca（OH）₂把滤液I的pH调节到4.7时，Al³⁺刚好沉淀完全
• D． 若碱式碳酸镁【aMgCO₃•b Mg（OH）₂】高温加热分解得到6.6g CO₂和8.0g MgO，由此可知其化学式为MgCO₃•3Mg（OH）₂

Answer 1

分析 蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成，用盐酸溶解过滤得到滤液中为Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，加入适量的氢氧化钙沉淀得到氢氧化铝、氢氧化铁沉淀A，滤液中再加入氢氧化钙后通入二氧化碳生成碳酸氢镁和碳酸钙沉淀，过滤除去碳酸钙，得到碳酸氢镁溶液，热解得到碱式碳酸镁，
A、Al（OH）₃能溶于强碱，Mg²⁺不能提前沉淀；
B、根据Ksp分析，化学式相似的，Ksp越小，越易形成沉淀；
C、根据氢氧化铝的Ksp可以求出Al³⁺刚好沉淀完全时的PH；
D、利用碱式碳酸镁分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ （a+b）MgO+aCO₂↑+bH₂O，根据氧化镁和二氧化碳的物质的量之比确定化学式．

解答 解：A、Al（OH）₃能溶于强碱，Mg²⁺不能提前沉淀，所以不能加过量的Ca（OH）₂；故A错误；
B、根据Ksp分析，化学式相似的，Ksp越小，越易形成沉淀，已知Fe（OH）₃的Ksp小，所以Fe（OH）₃先形成沉淀，故B错误；
C、Al³⁺刚好沉淀完全时c（Al³⁺）=1.0×10^-5 mol•L^-1，则c（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp}{c（Al{\;}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1.25×10{\;}^{-33}}{1.0×10{\;}^{-5}}}$=5×10^-10mol•L^-1，所以c（H⁺）=2×10^-5mol•L^-1，所以PH=4.7，即pH调节到4.7时，Al³⁺刚好沉淀完全，故C正确；
D、碱式碳酸镁分解：aMgCO₃?bMg（OH）₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ （a+b）MgO+aCO₂↑+bH₂O，根据题意，m（CO₂）=6.6g，m（MgO）=8.0g，所以n（MgO）═0.2mol，n（CO₂）═0.15mol，得：（a+b）：a=0.2：0.15=4：3，所以a=3、b=1，化学式为3MgCO₃•Mg（OH）₂，故D错误；
故选C．

点评 本题主要考查了沉淀溶解平衡原理，Ksp的有关计算，元素化合物中金属铝、铁的性质，解题时需熟知物质间的反应原理．