Question

通过学习，同学们对宏观辨识与微观探析，变化观念与平衡思想等学科素养有了进一步的认识和理解。请根据所学知识回答下列问题：

（1）铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反应式为：Pb＋PbO₂＋4H^＋＋2SO₄^2-2PbSO₄ ＋2H₂O。放电时，负极的电极反应式是_______；充电时，当外电路通过 0.2 mol 电子时，理论上正极板的质量减少_________g。

（2）已知：常温下，K_sp[Mg（OH）₂]＝1.8×10^-11，K_sp[Fe（OH）₃]＝4×10^-38。

①常温下，某酸性 MgCl₂ 溶液中含有少量的 FeCl₃ ，为了得到纯净的 MgCl₂·2H₂O 晶体，应加入_________填化学式），调节溶液的 pH＝4，使溶液中的 Fe³⁺转化为 Fe（OH）₃沉淀，此时溶液中的 c（Fe³⁺）＝_________mol·L^-1。

②常温下，若将 0.01 mol·L^-1  MgCl₂ 溶液与至少________mol·L-1  NaOH 溶液等体积混合时有沉淀生成。

（3）25℃时，几种离子开始沉淀时的 pH 如下表：

离子	Fe^2+	Cu^2+	Mg^2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度 Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺的溶液中滴加 NaOH 溶液时，__________先沉淀（填离子符号），要使 0.3mol·L^-1 硫酸铜溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（当 Cu²⁺浓度降至 10^-5 mol·L^-1时），则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液 pH 为________（KspCu（OH）₂=1×10^-20）

Answer

Pb-2e-+SO42-=PbSO4 6.4 MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等） 4×10-8 mol·L-1 1.2×10-4 Cu2+ 6.5

【解析】

（1）根据电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42-2PbSO4＋2H2O可知，放电时，Pb作负极，PbO2作正极，负极的电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，充电时，原负极板发生反应为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，原正极板发生反应为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，电路通过0.2mol电子时，理论上正极板的质量减少6.4g；

故答案为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ；6.4；

（2）已知：常温下，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10-11，Ksp[Fe（OH）3]＝4×10-38。

①为得到纯净的MgCl2·2H2O晶体要除去氯化铁，加入的物质和氯化铁反应生成氢氧化铁且不能引进新的杂质，所以加入物质后应能转化为MgCl2，所以应该加入含Mg元素的物质，可以是MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等），调节溶液的pH＝4，溶液中c（H+）=10-4 mol·L-1， c（OH-）=10-10 mol·L-1，使溶液中的Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，c（Fe3＋）= mol·L-1；故答案为：MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等）；；

②等体积混合浓度减半，c（Mg2+）=0.005 mol·L-1，=1.8×10-11，c（OH-）=6×10-5，所以NaOH溶液的浓度为6×2×10-4=1.2×10-4mol·L-1；

故答案为：1.2×10-4；

（3）pH小的离子先沉淀，溶度积常数越小的物质越先沉淀，所以Cu2+先沉淀， 0.3mol/L的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全（当Cu2+浓度降至10-5 mol·L-1时），则应向溶液里加NaOH溶液，c（Cu2+）=10-5mol/L，c（OH-）==10-7.5mol/L，c（H+）=10-6.5mol/L，所以pH=6.5，

故答案为Cu2+；6.5。