Question

（10分）某海域海水一些化學(xué)成分如下表

海水成分	Na+	Ca2+	Mg2+	HCO3-	Zn2+
含量/mol·L-1	0.4	0.002	0.045	0.002	10-7

已知：25℃時(shí)，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MgCO3)=6.8×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。

某化學(xué)小組同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)制備MgCl2，并提取Zn。設(shè)計(jì)流程如下：

[假設(shè)①②過程溶液體積不變，忽略分離過程的損失]

（1）25℃時(shí)測(cè)得海水的pH為8.0，其原因是（寫離子方程式） 。

（2）下圖為溶液pH與對(duì)應(yīng)的Zn2+、[Zn(OH)4]2-物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。

請(qǐng)結(jié)合圖中數(shù)據(jù)回答：

試劑X的化學(xué)式為 ；由濾液F到沉淀C過程（一般認(rèn)為離子濃度低于10-5mol/L就是沉淀完全），則調(diào)節(jié)的pH的范圍為 。

（3）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，把MgCl2溶液蒸發(fā)、灼燒所得的白色固體難溶解于水，于是認(rèn)為其主要成分是MgO。你認(rèn)為 （填“正確”、“不正確”），原因是（用化學(xué)方程式表示） 、 。

（4）由圖中c(Zn2+)計(jì)算Zn(OH)2的溶度積Ksp= 。

Answer 1

（1）HCO3-+H2OH2CO3+OH-

（2）NaOH 8~12（ 或8-12之間任一個(gè)數(shù)值）

（3）正確 MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑

Mg(OH)2MgO+H2O

（4）10-17mol3·L-3

【解析】

試題分析：（1）海水中的成分是弱酸的酸式酸根離子，水解使溶液呈堿性：HCO3-+H2OH2CO3+OH-；（2）海水在①加入NaOH使轉(zhuǎn)化為碳酸根離子與鈣離子反應(yīng)產(chǎn)生沉淀A碳酸鈣，濾液D繼續(xù)加入NaOH至PH＝11.0，產(chǎn)生沉淀B，成分為氫氧化鋅和氫氧化鎂，沉淀B繼續(xù)加入NaOH將氫氧化鋅溶解，而氫氧化鎂不溶，從而分離，根據(jù)濃度對(duì)數(shù)一PH圖表可知：由濾液F到沉淀C過程，將鋅離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅沉淀的PH范圍為9－11，一般認(rèn)為離子濃度低于10-5mol/L就是沉淀完全，由c(Zn2+)=10-5mol/L，lgc=-5，PH＝8，c([ Zn(OH-)4]2-)=10-5mol/L，lgc=-5，PH＝12，故應(yīng)調(diào)節(jié)的pH的范圍為8－12；（3）MgCl2是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl，加熱使水解程度增大而產(chǎn)生氫氧化鎂，同時(shí)產(chǎn)生的鹽酸易揮發(fā)使平衡正向移動(dòng)，最終產(chǎn)生的氫氧化鎂沉淀灼燒分解產(chǎn)生氧化鎂和水，涉及的反應(yīng)為：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑、Mg(OH)2MgO+H2O；（4）由圖表可知，當(dāng)lgc=-5時(shí)，c(Zn2+)=10-5mol/L，PH＝8，c(OH-)=10-6mol/L，Ksp[Zn(OH)2]= c(Zn2+) [c(OH-)]2=10-5mol/L ×(10-6mol/L)2 =10-17mol3·L-3。

考點(diǎn)：考查。