Question

（10分）将含镁、钾的盐湖水蒸发，最后得到的产物中含光卤石（xKCl·yMgCl₂·zH₂O）。

它在空气中极易潮解，易溶于水，是制造钾肥和提取金属镁的重要原料，其组成可通过下列实验测定。

①准确称取5.550 g样品溶于水，配成100 mL溶液。

②将溶液分成二等份，在一份中加入足量的NaOH溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.580 g。

③在另一份溶液中加入足量的硝酸酸化的AgNO₃溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体4.305 g。

（1）步骤②中检验白色固体已洗净的方法是                                            。

（2）已知某温度下Mg(OH)₂的K_sp = 6.4×10^－12，当溶液中c(Mg²⁺)≤1.0×10^－5 mol·L^－1 可视为沉淀完全，则应保持溶液的OH^－的浓度≥                      mol·L^－1 。

（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。

Answer

（1）取最后一次洗涤液少许，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若不产生沉淀，则已经洗涤干净；

（2）8.0×10-4；

（3）5.550g样品中含有n（Mg2+）=n(Mg(OH)2)=(0.580g÷58 g/mol)×2=0.0200mol；

n(MgCl2)= 0.0200mol；n(Cl-)= n(AgCl)=(4.305g÷143. 5g/mol)×2=0.0600mol；

n(KCl)=0.0600mol-2×0.0200mol=0.0200mol；

n(H2O)= (5.550g-0.0200mol×95g/mol-0.0200mol×74.5g/mol)÷18g/mol=0.120mol.

样品中n(KCl):n(MgCl2)：n(H2O)=1：1: 6。所以光卤石的化学式是KCl·MgCl2·6H2O.

【解析】

试题分析：（1）将向含光卤石（xKCl·yMgCl2·zH2O）的水溶液中加入过量的NaOH溶液，会发生离子反应：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,而K+、Na+、Cl-则留在滤液中。在步骤②中若要检验白色固体已洗净，只要证明在滤液中无Cl-即可，方法是取最后一次洗涤液少许，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若不产生沉淀，则已经洗涤干净；

（2）在某温度下Mg(OH)2的Ksp = 6.4×10－12，即c(Mg2+)·c2(OH-)≥6.4×10－12，当溶液中c(Mg2+)≤1.0×10－5 mol·L－1 可视为沉淀完全，则应保持溶液的OH－的浓度c2(OH-)≥6.4×10－12÷1.0×10－5 mol·L=6.4×10－7mol/L; c(OH-)≥8×10－4mol/L;

（3） 5.550g样品中含有n（Mg2+）=n(Mg(OH)2)=(0.580g÷58 g/mol)×2=0.0200mol；

n(MgCl2)= 0.0200mol；n(Cl-)= n(AgCl)=(4.305g÷143. 5g/mol)×2=0.0600mol；

n(KCl)=0.0600mol-2×0.0200mol=0.0200mol；

n(H2O)= (5.550g-0.0200mol×95g/mol-0.0200mol×74.5g/mol)÷18g/mol=0.120mol.

样品中n(KCl):n(MgCl2)：n(H2O)=1：1: 6。所以光卤石的化学式是KCl·MgCl2·6H2O.

考点：考查沉淀的洗涤、溶度积常数的应用、守恒等知识。