Question

17．某鎂鹽溶液中含有雜質(zhì)離子 Cr³⁺，所含主要離子及其濃度如下表所示（H⁺ 和 OH^-未列出）：

離子	Mg2+	Cr3+	Cl-
濃度（mol/L）	0.5	0.01	a

已知 25℃時，Ksp[Cr（OH）₃]=10^-32；Ksp[Mg （OH）₂]=5×10^-11；操作過程中溶液體積的變化忽略不計．
（1）表格中的 a＞1.03（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）除去雜質(zhì)Cr³⁺離子，可加入MgO調(diào)節(jié)溶液 pH，理論上應調(diào)節(jié)pH的范圍是5≤pH＜9．
（3）溶液經(jīng)除雜、過濾后，由濾液制取氯化鎂晶體（MgCl₂?6H₂O）的操作是在HCl氛圍中加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾．

Answer 1

分析 （1）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒計算a值；
（2）Cr³⁺產(chǎn)生沉淀時溶液中c（OH^-）=$\root{3}{\frac{{K}_{sp}[Cr（OH）_{3}]}{c（C{r}^{3+}）}}$，Mg²⁺產(chǎn)生沉淀時溶液中c（OH^-）=$\sqrt{\frac{{K}_{sp}[Mg（OH）_{2}]}{c（M{g}^{2+}）}}$，從而確定溶液pH范圍；
（3）由濾液制取氯化鎂晶體（MgCl₂?6H₂O）的操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

解答 解：（1）任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Cl^-）+c（OH^-）=2c（Mg²⁺）+3c（Cr³⁺）+c（H⁺），氯化鎂、氯化鉻溶液都呈酸性，所以（Cl^-）＞2c（Mg²⁺）+3c（Cr³⁺）=（2×0.5+0.01×3）mol/L=1.03mol/L，則a＞1.03，故答案為：＞；
（2）Cr³⁺產(chǎn)生沉淀時溶液中c（OH^-）=$\root{3}{\frac{{K}_{sp}[Cr（OH）_{3}]}{c（C{r}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{0.01}}$mol/L=10^-10mol/L，溶液的pH=4，
Cr³⁺產(chǎn)生沉淀完全時溶液中c（OH^-）=$\root{3}{\frac{{K}_{sp}[Cr（OH）_{3}]}{c（C{r}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{1{0}^{-32}}{1{0}^{-5}}}$mol/L=10^-9mol/L，溶液的pH=5，
Mg²⁺產(chǎn)生沉淀時溶液中c（OH^-）=$\sqrt{\frac{{K}_{sp}[Mg（OH）_{2}]}{c（M{g}^{2+}）}}$=$\sqrt{\frac{5×1{0}^{-11}}{0.5}}$mol/L=10^-5mol/L，溶液的pH為9，調(diào)節(jié)溶液的pH要除去鉻離子但不能產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀，所以需要調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為5≤pH＜9，故答案為：5≤pH＜9；
（3）由濾液制取氯化鎂晶體（MgCl₂?6H₂O）的操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，因為氯化鎂易水解，為防止其水解，應該在HCl氛圍中加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，故答案為：在HCl氛圍中加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾．

點評 本題考查物質(zhì)分離和提純、難溶物有關(guān)計算，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析計算能力，綜合性較強，難點是溶液pH范圍的判斷，注意氯化鎂易水解的特點，題目難度不大．