Question

某研究小组进行Mg(OH)₂沉淀溶解和生成的实验探究。

（查阅资料）25℃时，K_sp[Mg(OH)₂]＝1.8×10^-11，K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^-38

（实验探究）向2支均盛有1mL0.1mol/LMgCl₂溶液的试管中分别加入2滴2mol/L NaOH溶液，制得等量Mg(OH)₂沉淀。

（1）分别向两支试管中加入不同试剂，记录实验现象如表：(表中填空填下列选项中字母代号)

试管编号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	2滴0.1mol/LFeCl3溶液	①_____
Ⅱ	4mL2mol/LNH4Cl溶液	②_____

A、白色沉淀转化为红褐色沉淀           B、白色沉淀不发生改变

C、红褐色沉淀转化为白色沉淀           D、白色沉淀溶解，得无色溶液

（2）测得试管Ⅰ中所得混合液pH＝6，则溶液中c(Fe³⁺)＝______________。

（3）同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种：

猜想1：NH₄⁺结合Mg(OH)₂电离出的OH^－，使Mg(OH)₂的溶解平衡正向移动。

猜想2：____________。

（4）为验证猜想，同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中，一支试管中加入醋酸铵溶液(pH＝7)，另一支试管中加入NH₄Cl和氨水混合液(pH＝8)，两者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是__________（填 “1”或“2”）。

Answer

A D 4×10-14 mol/L NH4Cl水解出来的H+与Mg(OH)2电离出OH－结合成水，使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动 1

【解析】根据已知数据，求出两种物质的物质的量，可确定反应是否完全，再结合Ksp的大小，可判断出沉淀转化的本质，是由Ksp的大小引起的，还是发生其它反应生成的；而沉淀的溶解要根据物质的性质来确定，Mg(OH)2属于弱碱，能够与NH4+水解生成的H+发生中和反应而溶解，也能够与NH4+发生复分解反应，生成弱电解质NH3·H2O而溶解，要验证溶解的原因，可用含NH4+的中性溶液做对比实验，

(1)已知n(MgCl2)=1×10-3L×0.1mol/L=1×10-4mol，n(NaOH)≈0.1×10-3L×2mol/L=2×10-4mol，由反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓可知，二者基本反应完全，生成白色沉淀Mg(OH)2，当向其中加入FeCl3溶液时，由于Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10-38远小于Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10-11，所以白色沉淀Mg(OH)2转化为红褐色沉淀Fe(OH)3，故答案选A；当向其中加入NH4Cl溶液，NH4+与Mg(OH)2电离出的OH-结合生成弱电解质NH3·H2O，使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动，最终使Mg(OH)2完全溶解得无色溶液。所以答案选D。

(2)当试管Ⅰ中所得混合液pH＝6时，即c(OH-)=10-8mol/L，由Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10-38可求得c(Fe3+)＝4.0×10-14 mol/L。

(3) NH4Cl因水解而呈酸性，生成的H+与Mg(OH)2电离出OH－结合生成水，使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动。

(4)由于醋酸铵溶液(pH＝7)呈中性，能使Mg(OH)2沉淀溶解，说明不是NH4+水解呈酸性导致Mg(OH)2溶解；当加入弱碱性的NH4Cl和氨水混合液(pH＝8)时，沉淀也溶解，说明猜想2是错误的。因此证明Mg(OH)2沉淀溶解的根本原因是NH4+与Mg(OH)2电离出OH－结合生成弱电解质NH3·H2O，促进Mg(OH)2溶解平衡正向移动，最终得无色溶液，所以猜想1是正确的。