5.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-
HCO
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。

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.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

解析:选A 加入 NaOH 溶液,HCO 与 OH- 反应生成 CO,此时c(Ca2+)·c(CO)= 0.011× 0.001 = 1.1× 10-5>Ksp(CaCO3),c(Mg2+)·c(CO)= 0.050 ×0.001 =5×10-5>  Ksp(MgCO3),由于Ksp(CaCO3)< Ksp(MgCO3),因此先生成 CaCO3 沉淀,生成沉淀后溶液中c( CO)=Ksp(CaCO3)/c(Ca2+)=4.96×10-7mol/L<1×10-5moL/L,因此CO完全沉淀,则无 MgCO3 沉淀生成,A正确;滤液 M 中c(Ca2+)= 0.010 mol/L,c(Mg2+)= 0.050 mol/L,B错误;滤液 M 加 NaOH 固体调节 pH =11,此时c(Mg2+)·c2(OH-)=0.050 ×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(10-3)2=1×10-8<Ksp[Ca(OH)2],因此只有 Mg(OH)2沉淀生成,而无 Ca(OH)2沉淀生成,生成沉淀后溶液中c(Mg2+)=Ksp[Mg(OH)2]/c2(OH-)=5.61×10-6 mol/L<1×10-5 mol/L,因此Mg2+完全沉淀,故滤液 N 中只有 Ca2+而无 Mg2+,C 错误;若改为加入 4.2 g NaOH 固体,则c(OH-)=0.105 mol/L,则 c(Mg2+)·c2(OH-)=0.050×0.1052≈5.51×10-4>Ksp[Mg(OH)2],c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.105)2=1.10×10-4>Ksp[Ca(OH)2],由于Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],则先生成Mg(OH)2沉淀,并且沉淀完全,生成沉淀后溶液中 c(OH-)=0.105 mol/L-0.05 mol/L×2=0.005 mol/L,此时 c(Ca2+)·c2(OH-)=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],故无Ca(OH)2沉淀生成,D错误。

 0  116332  116340  116346  116350  116356  116358  116362  116368  116370  116376  116382  116386  116388  116392  116398  116400  116406  116410  116412  116416  116418  116422  116424  116426  116427  116428  116430  116431  116432  116434  116436  116440  116442  116446  116448  116452  116458  116460  116466  116470  116472  116476  116482  116488  116490  116496  116500  116502  116508  116512  116518  116526  447090 

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