Question

【题目】海水中含有丰富的镁资源。某同学设计从模拟海水中制备MgO的实验方案：

模拟海水中的离子浓度/mol·L-1	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1.010-5molL-，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)=4.9610-9 Ksp(MgCO3)=2.110-5

Ksp(Ca(OH)2)=4.6810-6 Ksp(Mg(OH)2)=5.6110-12

下列说法正确的是

A. 沉淀物x为CaCO3

B. 滤液M中存在Mg2+ ,不存在Ca2+

C. 滤液N中存在Mg2+ , Ca2+

D. 步骤②中应改为加入4.2g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2混合物

Answer 1

【答案】A

【解析】A、已知加入1.0L 1.0mol/LNaOH溶液后，溶液中n(OH-)=10-3mol，根据离子的性质，OH-首先与HCO3-发生反应，由题中的数据可知，OH-恰好与1.0L海水中的HCO3-完全反应生成10-3mol的CO32-，所以沉淀x不是Mg(OH)2，又Qsp(CaCO3)=0.011×10-3=1.1×10-5 > Ksp(CaCO3)=4.9610-9 ，Qsp(MgCO3)=0.050×10-3=5.0×10-5 < Ksp(MgCO3)=6.8210-5，所以沉淀x中没有MgCO3，只有CaCO3，即A正确；B、由于n(CO32-)=10-3mol，则消耗的n(Ca2+)=10-3mol，所以滤液M中还有剩余的n(Ca2+)=0.010mol，故B错误；C、再加NaOH固体调节溶液的pH=11.0，此时c(OH-)=10-3mol·L－1，则Qsp(Ca(OH)2) =0.010×10-6=1.0×10-8 < Ksp(Ca(OH)2)= 4.6810-6，所以没有Ca(OH)2沉淀，而Qsp(Mg(OH)2) =0.050×10-6=5.0×10-8 > Ksp(Mg(OH)2)= 5.6110-12，则有Mg(OH)2沉淀生成，且溶液中的c(Mg2+)=5.6110-6mol·L－1 <1.010-5molL-1，所以滤液N中不存在Mg2+，存在Ca2+，故C错误；D、步骤②中改为加入4.2g NaOH固体，则n(OH-)=0.105mol，而溶液中的n(Mg2+)=0.050mol，所以反应生成Mg(OH)2沉淀后，溶液中剩余的c(OH-)=0.005mol/L，c(Ca2+)=0.010mol·L－1，则Qsp(Ca(OH)2) =0.010×(0.005)2=2.5×10-7 < Ksp(Ca(OH)2)= 4.6810-6，所以沉淀Y中没有Ca(OH)2沉淀，只有Mg(OH)2沉淀，故D错误。本题正确答案为A。