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二、非选择题
13.难溶电解质在水溶液里存在着电离平衡。在常温下,溶液里各离子浓度以它们的系数为次方的乘积是一个常数,该常数叫溶度积(Ksp)。例如Cu(OH)2
+
Cu+2OH,Ksp=c(Cu
2+-2
)·[c(OH)]=2×10
-2-20
。溶液里各离子浓度(包括其方次)的乘积大于溶度积时则出现沉淀;
反之沉淀溶解。
某CuSO4溶液里c(Cu)=0.02 mol·L,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于________。
[解析]当c(Cu)=0.02 mol·L时,使之刚好沉淀的c(OH)=[-1
-1
2+
-1
-
2+
-1
]=10 mol·L
c(Cu)
2+
KSP
1/2-9
。pH=5,即必须调整pH≥5时,0.02 mol·L的CuSO4溶液才会开始沉淀。 [答案]5
14.牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平
衡:
(1)进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚硬。请用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:
。 。
5Ca
2
(3)根据以上原理,请你提出一种其他促进矿化的方法:
[解析]根据题意,牙齿表面有一层硬的物质存在如下平衡:Ca5(PO4)3OH(固)
+
3-
-
+
-
+3PO4+OH,进食后产生有机酸,电离出H与OH结合生成H2O,破坏上述平衡使其向脱
2+
3-
-
矿方向移动,牙齿受到腐蚀。当用含氟牙膏刷牙时,5Ca+3PO4+F===Ca5(PO4)3F↓,产生了质地更坚硬的固体物质,使牙齿受到保护。从Ca5(PO4)3OH在唾液中的平衡可以看出,加入Ca或加入PO4都可促进矿化。
[答案](1)生成的有机酸能中和OH,H+OH===H2O使平衡向脱矿方向移动 (2)5Ca+3PO4+F===Ca5(PO4)3F↓ (3)加Ca或加PO4等
15.镁是一种轻金属,其合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料,从而获得“国防金属”的美誉。海水矿物质中镁的浓度仅次于氯和钠,居第三位。由于对镁的需求非常巨大,很多沿海国家都建有大型海水提镁工厂。下表是有关物质的KSP:
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2+
3-
2+
3-
-
-
+
-
2+
3-
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物质 溶度积 回答下列问题: (1)能否直接把贝壳研磨成粉末,撒入海水中使Mg转化为MgCO3沉淀,其原因是
2+
2+
CaCO3 -9MgCO3 -6Ca(OH)2 -6Mg(OH)2 -112.8×10 6.8×10 5.5×10 1.8×10 ;
(2)实际生产中是把Mg转化为Mg(OH)2沉淀,而不是转化为MgCO3沉淀,其理由是________________________________,请你推测应将贝壳进行怎样的加工处理?________________________________;
(3)某同学在实验室条件下模拟该生产过程,在加试剂时,误将纯碱溶液加入海水中,他思考了一下,又在得到的混合体系中加入过量的烧碱溶液,你觉得他________(填“能”或“不能”)将Mg转化为Mg(OH)2沉淀,理由是
2+
;
(4)过滤出Mg(OH)2沉淀后,用试剂________(填化学式)将其溶解,选择该试剂的理由是
_;
(5)将得到的氯化镁溶液在浓缩池中制得MgCl2·6H2O。然后将MgCl2·6H2O转移到干燥塔中,在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O,才能得到无水MgCl2,其原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析](1)CaCO3和MgCO3化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同,从KSP看,CaCO3
的溶解能力比MgCO3的小,所以不能直接加贝壳粉末使Mg转化为MgCO3沉淀;(2)MgCO3的溶度积比Mg(OH)2的溶度积大,所以应把Mg转化为Mg(OH)2沉淀,即把贝壳研磨、煅烧、加水制成石灰乳[Ca(OH)2];(3)根据沉淀的转化,烧碱电离产生的OH能结合MgCO3溶解产生的Mg生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀,使MgCO3的溶解平衡不断向右移动;(4)盐酸电离的H与Mg(OH)2溶解产生的OH生成水,使Mg(OH)2的溶解平衡不断右移;(5)MgCl2·6H2O加热时水解,得到Mg(OH)2或MgO,要用HCl抑制其水解。
[答案](1)不能,MgCO3的溶解度比CaCO3的溶解度大,直接加贝壳粉末得不到MgCO3沉淀
(2)为使Mg沉淀完全,应将Mg转化为溶解度更小的Mg(OH)2 研磨、煅烧、加水制成石灰乳
(3)能 烧碱电离产生的OH能结合MgCO3溶解产生的Mg生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀,使MgCO3的溶解平衡不断向右移动
(4)HCl 盐酸电离的H与Mg(OH)2溶解产生的OH生成水,使Mg(OH)2的溶解平衡不断右移
(5)MgCl2·6H2O加热时水解,HCl可以抑制其水解
+
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2+
2+
2+
+
-
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2+
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