Question

在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患．检测某工厂废液中含有大量Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Ba²⁺等离子．试分析回答下列问题：
（1）该废液中可能大量存在的一种阴离子是

 

（填序号）；
     A．SO₄^2-  B．NO₃^-C．Cl^-D．CO₃^2-
（2）为检测废液中铝元素的含量需将其从废水样品中分离出来．
①首先向废水中加入足量的试剂

 

，铝元素发生变化的离子方程式是：

 

；
②过滤，向滤液中通入足量CO₂，将产生的沉淀过滤、洗涤干燥、称量．
（3）今要回收金属银，请你设计一个实验方案，（用文字叙述，或写出有关主要的离子反应方程式）：

 

．
（4）如图为某温度下，Fe（OH）₃（s）、Mg（OH）₂（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液的pH，金属阳离子浓度变化情况．
据图分析：该温度下，溶度积常数的关系为：Ksp[Fe（OH）₃]

 

Ksp[Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”、“＜”）；如果在新生成的Mg（OH）₂浊液中滴入足量的Fe³⁺，振荡后，白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀，原因是：

 

．

Answer 1

考点：难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）硫酸银不溶液水，氯化银不溶于水，金属离子与碳酸根离子生成不溶于水的碳酸盐；
（2）只有氢氧化铝与碱反应，利用碱将金属阳离子分离；
（3）依据银的活泼性选择活泼金属，依据氧化还原反应确定离子反应方程式的书写；
（4）①根据Ksp的意义以及沉淀的转化知识来判断生成的沉淀是什么；
②根据沉淀溶解平衡移动的影响因素知识来回答判断．

解答： 解：（1）因硫酸银不溶液水，氯化银不溶于水，金属离子与碳酸根离子生成不溶于水的碳酸盐，所有的硝酸盐都溶于水，即硝酸根离子与金属离子均不反应，故答案为：B；　
（2）只有氢氧化铝与碱反应，利用碱将金属阳离子分离，则试剂选NaOH溶液，发生的离子反应为Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：NaOH溶液；Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O；　
（3）因为银在金属活动性顺序中位于氢的后面，铁的活泼性强于银，故可以采用溶液中的置换法，利用铁置换硝酸银中的银，具体操作为：向废液中加过量的铁粉，充分搅拌后过滤得滤渣，再向滤渣中加入过量盐酸，洗涤滤渣，
故答案为：向废液中加过量的铁粉，充分搅拌后过滤得滤渣，再向滤渣中加入过量盐酸，洗涤滤渣得到银．2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；Fe+2Ag⁺=2Ag+Fe²⁺；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）①根据图象上的点可以知道，当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时，对应的氢离子浓度的大小关系，结合Ksp（氢氧化铁）=c（Fe³⁺）?c（OH^-）³，Ksp（氢氧化镁）=c（Mg²⁺）?c（OH^-）²，所以K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，故答案为：＜；
②根据①的分析，K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，氢氧化镁浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，当加入Fe³⁺后，会和OH^-反应生成更难溶的氢氧化铁沉淀，使得上述平衡正向移动，机会生成红褐色沉淀物质，
故答案为：氢氧化镁浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg（OH）₂?Mg²⁺+2OH^-，由于K_SP[Fe（OH）₃]＜K_SP[Mg（OH）₂]，所以当加入Fe³⁺后，会和OH^-反应生成更难溶的氢氧化铁沉淀，使得上述平衡正向移动，最有氢氧化镁全部转化为红褐色的氢氧化铁沉淀．

点评：本题考查离子的共存，离子的分离及有关计算，熟悉离子之间的反应、离子的性质即可解答，题目难度不大．