Question

（1）某溶液中有Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的金属阳离子是

 

；用离子方程式解释其原因

 

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

 

沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式

 

（已知25℃时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11  K_sp[Al（OH）₃]=3×10 ^-34）．
（3）将Mg、Cu组成的1.96g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L（标准状况），向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀．则形成沉淀的质量为

 

g．

Answer 1

考点：镁、铝的重要化合物,铁的氧化物和氢氧化物

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据各离子的性质，判断加入过量NaOH溶液时所发生的反应，注意Fe²⁺与Fe³⁺的转化，以及Al³⁺生成AlO₂^-的性质；
（2）根据溶度积常数确定先沉淀的物质，Cu²⁺和Al³⁺开始沉淀时OH^-离子的浓度，开始沉淀时所需OH^-离子的浓度越小，离子越先沉淀；
（3）硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为0.896L，即物质的量为0.04mol，根据氮元素的化合价变化计算转移电子物质的量．最后沉淀为Cu（OH）₂、Mg（OH）₂，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，故最后沉淀质量等于金属的质量加氢氧根离子的质量．

解答： 解：（1）Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺四种阳离子中，若向其中加入过量的NaOH溶液，发生反应有：
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↓，
过滤后滤渣中含有Mg（OH）₂和Fe（OH）₃，高温灼烧后的物质为MgO和Fe₂O₃，将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液中含有的阳离子是Mg²⁺和Fe³⁺，因此大量减少的金属阳离子为Al³⁺和Fe²⁺；
故答案为：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，即当溶液中c（OH^-）＞

18

×10^-4时有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，即当溶液中c（OH^-）＞

3	30

×10^-11时有Al（OH）₃沉淀生成；向浓度均为0.01mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，应先生成Al（OH）₃沉淀，反应离子方程式应为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案为：Al（OH）₃；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为0.896L，n（NO）=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，所以转移的电子的物质的量为0.04mol×（5-2）=0.12mol．
最后沉淀为Cu（OH）₂、Mg（OH）₂，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，故最后沉淀质量等于1.96g+0.12mol×17g/mol=4g．
故答案为：4．

点评：本题考查Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺等离子及其化合物的性质、根据难溶物的溶度积常数和混合物的计算，（3）问解题关键是判断沉淀质量为金属与金属离子结合氢氧根离子的质量之和，根据电子的物质的量计算沉淀中氢氧根的物质的量要简单些．