Question

（10分）某海域海水一些化学成分如下表

海水成分	Na^+	Ca^2+	Mg^2+	HCO3^-	Zn^2+
含量/mol·L^-1	0.4	0.002	0.045	0.002	10^-^7

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

某化学小组同学欲在实验制备MgCl₂，并提取Zn。设计流程如下：

[假设①②过程溶液体积不变，忽略分离过程的损失]

（1）25℃时测得海水的pH为8.0，其原因是（写离子方程式）                  。

（2）下图为溶液pH与对应的Zn²⁺、[Zn(OH)₄]^2-物质的量浓度的对数坐标图。

请结合图中数据回答：

试剂X的化学式为      ；由滤液F到沉淀C过程（一般认为离子浓度低于10^-5mol/L就是沉淀完全），则调节的pH的范围为         。

（3）同学们发现，把MgCl₂溶液蒸发、灼烧所得的白色固体难溶解于水，于是认为其主要成分是MgO。你认为         （填“正确”、“不正确”），原因是（用化学方程式表示）              、              。

（4）由图中c(Zn²⁺)计算Zn(OH)₂的溶度积K_sp=               。

Answer

（1）HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

（2）NaOH 8~12（ 或8-12之间任一个数值）

（3）正确 MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑

Mg(OH)2MgO+H2O

（4）10-17mol3·L-3

【解析】

试题分析：（1）海水中的成分是弱酸的酸式酸根离子，水解使溶液呈碱性：HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-；（2）海水在①加入NaOH使转化为碳酸根离子与钙离子反应产生沉淀A碳酸钙，滤液D继续加入NaOH至PH＝11.0，产生沉淀B，成分为氢氧化锌和氢氧化镁，沉淀B继续加入NaOH将氢氧化锌溶解，而氢氧化镁不溶，从而分离，根据浓度对数一PH图表可知：由滤液F到沉淀C过程，将锌离子转化为氢氧化锌沉淀的PH范围为9－11，一般认为离子浓度低于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，故应调节的pH的范围为8－12；（3）MgCl2是强酸弱碱盐，水解MgCl2+2H2O⇌Mg(OH)2+2HCl，加热使水解程度增大而产生氢氧化镁，同时产生的盐酸易挥发使平衡正向移动，最终产生的氢氧化镁沉淀灼烧分解产生氧化镁和水，涉及的反应为：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑、Mg(OH)2MgO+H2O；（4）由图表可知，当lgc=-5时，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。

考点：考查。