Question

16．某研究小組進行Mg（OH）₂沉淀溶解和生成的實驗探究．
【查閱資料】25℃時，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38
【實驗探究】向2支均盛有1mL0.1mol/L的MgCl₂溶液中分別加入2滴2mol/L　NaOH溶液，制得等量Mg（OH）₂沉淀；（1）分別向兩支試管中加入不同試劑，記錄實驗現象如表：

實驗編號	加入試劑	實驗現象
Ⅰ	2滴 0.1mol/L　FeCl3　溶液	①白色沉淀轉化為紅褐色沉淀
Ⅱ	4mL2mol/LNH4Cl溶液	②白色沉淀溶解，得無色溶液

（2）測得試管Ⅰ中所得混合溶液pH=6，則溶液中c（Fe³⁺）=4×10^-14mol/L．
（3）同學們猜想實驗Ⅱ中沉淀溶解的原因有兩種：
猜想1：NH₄⁺結合Mg（OH）₂電離出的OH^-，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移動．
猜想2：NH₄Cl水解出來的H⁺與Mg（OH）₂電離出OH^-結合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移動．
（4）為驗證猜想，同學們取少量相同質量的氫氧化鎂盛放在兩支試管中，一支試管中加入醋酸銨溶液（pH=7），另一支試管中加入NH₄Cl和氨水混合液（pH=8），兩者沉淀均溶解．
①實驗證明猜想正確的是1（填“1“或“2“）．
②驗證猜想時，設計實驗向氫氧化鎂沉淀中加NH₄Cl和氨水混合液的理由是做對比分析，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懸濁液中，加0.1mol/L FeCl₃溶液，會生成氫氧化鐵沉淀；在Mg（OH）₂懸濁液中，加2 mol/L NH₄Cl 溶液，Mg（OH）₂沉淀會溶解；
（2）根據K_sp[Fe（OH）₃]計算溶液中c（Fe³⁺）；
（3）銨根離子顯酸性，氫離子與氫氧化鎂反應；
（4）①醋酸銨為中性，如果醋酸銨能夠溶解氫氧化鎂固體，則證明猜想1正確；
②NH₄Cl和氨水混合液（pH=8）中氫離子濃度很小，據此進行解答．

解答 解：（1）向2支均盛有1mL 0.1mol/L MgCl₂溶液的試管中分別加入2滴2mol/L NaOH溶液，制得等量Mg（OH）₂沉淀，
在Mg（OH）₂懸濁液中，加0.1mol/L FeCl₃溶液，會生成氫氧化鐵沉淀，白色沉淀轉化為紅褐色沉淀；在Mg（OH）₂懸濁液中，加2 mol/L NH₄Cl 溶液，Mg（OH）₂沉淀會溶解，形成無色溶解；
故答案為：

試管編號	加入試劑	實驗現象
Ⅰ		白色沉淀轉化為紅褐色沉淀
Ⅱ		白色沉淀溶解，得無色溶液

；
（2）測得試管Ⅰ中所得混合液pH=6，則溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-8}）^{3}}$=4×10^-14mol/L，故答案為：4×10^-14mol/L；
（3）猜想2：在Mg（OH）₂懸濁液中，存在沉淀溶解平衡Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH ^-（aq），銨根離子顯酸性，NH₄Cl水解出來的H⁺與Mg（OH）₂電離出OH^-結合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移動，所以氫氧化鎂沉淀溶解；
故答案為：NH₄Cl水解出來的H⁺與Mg（OH）₂電離出OH^-結合成水，使Mg（OH）₂的溶解平衡正向移動；
（4）①已知醋酸銨為中性，在盛有氫氧化鎂沉淀的試管中，加入醋酸銨溶液，能夠溶解氫氧化鎂固體，則證明猜想1正確；
故答案為：1；
②NH₄Cl和氨水混合液（pH=8）中氫離子濃度很小，在盛有氫氧化鎂沉淀的試管中，加入NH₄Cl和氨水混合液，能夠溶解氫氧化鎂固體，說明Mg（OH）₂溶解不是與氫離子發(fā)生反應；
故答案為：做對比分析，pH=8的NH₄Cl和氨水混合液中c（H⁺）很小，可以否定猜想2．

點評 本題考查較為綜合，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目難度中等，注意把握影響沉淀平衡，電離平衡和水解平衡的因素，綜合把握相關基本理論知識，注重基礎知識的學習．