Question

在調(diào)水工程中，沿途工業(yè)污水的任意排放是造成水質(zhì)惡化的最大隱患．檢測某工廠廢液中含有大量Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Ba²⁺等離子．試分析回答下列問題：
（1）該廢液中可能大量存在的一種陰離子是

 

（填序號(hào)）；
     A．SO₄^2-  B．NO₃^-C．Cl^-D．CO₃^2-
（2）為檢測廢液中鋁元素的含量需將其從廢水樣品中分離出來．
①首先向廢水中加入足量的試劑

 

，鋁元素發(fā)生變化的離子方程式是：

 

；
②過濾，向?yàn)V液中通入足量CO₂，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌干燥、稱量．
（3）今要回收金屬銀，請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，（用文字?jǐn)⑹觯�或�(qū)懗鲇嘘P(guān)主要的離子反應(yīng)方程式）：

 

．
（4）如圖為某溫度下，F(xiàn)e（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，改變?nèi)芤旱膒H，金屬陽離子濃度變化情況．
據(jù)圖分析：該溫度下，溶度積常數(shù)的關(guān)系為：Ksp[Fe（OH）₃]

 

Ksp[Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”、“＜”）；如果在新生成的Mg（OH）₂濁液中滴入足量的Fe³⁺，振蕩后，白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，原因是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）硫酸銀不溶液水，氯化銀不溶于水，金屬離子與碳酸根離子生成不溶于水的碳酸鹽；
（2）只有氫氧化鋁與堿反應(yīng)，利用堿將金屬陽離子分離；
（3）依據(jù)銀的活潑性選擇活潑金屬，依據(jù)氧化還原反應(yīng)確定離子反應(yīng)方程式的書寫；
（4）①根據(jù)Ksp的意義以及沉淀的轉(zhuǎn)化知識(shí)來判斷生成的沉淀是什么；
②根據(jù)沉淀溶解平衡移動(dòng)的影響因素知識(shí)來回答判斷．

解答： 解：（1）因硫酸銀不溶液水，氯化銀不溶于水，金屬離子與碳酸根離子生成不溶于水的碳酸鹽，所有的硝酸鹽都溶于水，即硝酸根離子與金屬離子均不反應(yīng)，故答案為：B；　
（2）只有氫氧化鋁與堿反應(yīng)，利用堿將金屬陽離子分離，則試劑選NaOH溶液，發(fā)生的離子反應(yīng)為Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：NaOH溶液；Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；　
（3）因?yàn)殂y在金屬活動(dòng)性順序中位于氫的后面，鐵的活潑性強(qiáng)于銀，故可以采用溶液中的置換法，利用鐵置換硝酸銀中的銀，具體操作為：向廢液中加過量的鐵粉，充分?jǐn)嚢韬筮^濾得濾渣，再向?yàn)V渣中加入過量鹽酸，洗滌濾渣，
故答案為：向廢液中加過量的鐵粉，充分?jǐn)嚢韬筮^濾得濾渣，再向?yàn)V渣中加入過量鹽酸，洗滌濾渣得到銀．2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Fe+2Ag⁺=2Ag+Fe²⁺；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）①根據(jù)圖象上的點(diǎn)可以知道，當(dāng)陽離子鐵離子、鎂離子濃度相等時(shí)，對應(yīng)的氫離子濃度的大小關(guān)系，結(jié)合Ksp（氫氧化鐵）=c（Fe³⁺）?c（OH^-）³，Ksp（氫氧化鎂）=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案為：＜；
②根據(jù)①的分析，K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，當(dāng)加入Fe³⁺后，會(huì)和OH^-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動(dòng)，機(jī)會(huì)生成紅褐色沉淀物質(zhì)，
故答案為：氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，由于K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，所以當(dāng)加入Fe³⁺后，會(huì)和OH^-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀，使得上述平衡正向移動(dòng)，最有氫氧化鎂全部轉(zhuǎn)化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀．

點(diǎn)評：本題考查離子的共存，離子的分離及有關(guān)計(jì)算，熟悉離子之間的反應(yīng)、離子的性質(zhì)即可解答，題目難度不大．