Question

（1）某溶液中有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺等離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的金屬陽離子是

 

；用離子方程式解釋其原因

 

．
（2）在25℃下，向濃度均為0.01mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

沉淀（填化學(xué)式），生成該沉淀的離子方程式

 

（已知25℃時(shí)K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11  K_sp[Al（OH）₃]=3×10 ^-34）．
（3）將Mg、Cu組成的1.96g混合物投入過量稀硝酸中，充分反應(yīng)后，固體完全溶解時(shí)收集到還原產(chǎn)物NO氣體0.896L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL時(shí)金屬離子恰好完全沉淀．則形成沉淀的質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：鎂、鋁的重要化合物,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)各離子的性質(zhì)，判斷加入過量NaOH溶液時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)，注意Fe²⁺與Fe³⁺的轉(zhuǎn)化，以及Al³⁺生成AlO₂^-的性質(zhì)；
（2）根據(jù)溶度積常數(shù)確定先沉淀的物質(zhì)，Cu²⁺和Al³⁺開始沉淀時(shí)OH^-離子的濃度，開始沉淀時(shí)所需OH^-離子的濃度越小，離子越先沉淀；
（3）硝酸被還原為NO氣體且標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.896L，即物質(zhì)的量為0.04mol，根據(jù)氮元素的化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量．最后沉淀為Cu（OH）₂、Mg（OH）₂，金屬提供的電子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，故最后沉淀質(zhì)量等于金屬的質(zhì)量加氫氧根離子的質(zhì)量．

解答： 解：（1）Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺四種陽離子中，若向其中加入過量的NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)有：
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
Al³⁺+4OHˉ=AlO₂ˉ+2H₂O，
Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，
過濾后濾渣中含有Mg（OH）₂和Fe（OH）₃，高溫灼燒后的物質(zhì)為MgO和Fe₂O₃，將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液中含有的陽離子是Mg²⁺和Fe³⁺，因此大量減少的金屬陽離子為Al³⁺和Fe²⁺；
故答案為：Al³⁺和Fe²⁺；Al³⁺+4OHˉ=AlO₂ˉ+2H₂O；Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）向0.01mol?L^-1的MgCl₂中逐滴加入氨水，K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）[c（OH^-）]²=0.01mol?L^-1×[c（OH^-）]²=1.8×10^-11，c（OH^-）=

18

×10^-4，即當(dāng)溶液中c（OH^-）＞

18

×10^-4時(shí)有Mg（OH）₂沉淀生成；
向0.01mol?L^-1AlCl₃溶液中逐滴加入氨水，K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）[c（OH^-）]³=0.01mol?L^-1×[c（OH^-）]³=3×10^-34，c（OH^-）=

3	30

×10^-11，即當(dāng)溶液中c（OH^-）＞

3	30

×10^-11時(shí)有Al（OH）₃沉淀生成；向濃度均為0.01mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，應(yīng)先生成Al（OH）₃沉淀，反應(yīng)離子方程式應(yīng)為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Al（OH）₃；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）硝酸被還原為NO氣體且標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.896L，n（NO）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，所以轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.04mol×（5-2）=0.12mol．
最后沉淀為Cu（OH）₂、Mg（OH）₂，金屬提供的電子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，故最后沉淀質(zhì)量等于1.96g+0.12mol×17g/mol=4g．
故答案為：4．

點(diǎn)評：本題考查Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺等離子及其化合物的性質(zhì)、根據(jù)難溶物的溶度積常數(shù)和混合物的計(jì)算，（3）問解題關(guān)鍵是判斷沉淀質(zhì)量為金屬與金屬離子結(jié)合氫氧根離子的質(zhì)量之和，根據(jù)電子的物質(zhì)的量計(jì)算沉淀中氫氧根的物質(zhì)的量要簡單些．