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（填化學式），生成該沉淀的離子方程式

 

（已知25℃時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，充分反應后，固體完全溶解時收集到還原產物NO氣體0.896L（標準狀況），向反應后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL時金屬離子恰好完全沉淀．則形成沉淀的質量為

 

g．

Answer 1

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

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，即當溶液中c（OH^-）＞

18

×10^-4時有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，即當溶液中c（OH^-）＞

3	30

×10^-11時有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，應先生成Al（OH）₃沉淀，反應離子方程式應為：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氣體且標準狀況下體積為0.896L，n（NO）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，所以轉移的電子的物質的量為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的量等于氫氧根離子的物質的量，故最后沉淀質量等于1.96g+0.12mol×17g/mol=4g．
故答案為：4．

點評：本題考查Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺等離子及其化合物的性質、根據難溶物的溶度積常數和混合物的計算，（3）問解題關鍵是判斷沉淀質量為金屬與金屬離子結合氫氧根離子的質量之和，根據電子的物質的量計算沉淀中氫氧根的物質的量要簡單些．