Question

【題目】通過學(xué)習(xí)，同學(xué)們對宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與平衡思想等學(xué)科素養(yǎng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識和理解。請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：

（1）鉛蓄電池是典型的可充電型電池，電池總反應(yīng)式為：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42-2PbSO4 ＋2H2O。放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式是_______；充電時(shí)，當(dāng)外電路通過 0.2 mol 電子時(shí)，理論上正極板的質(zhì)量減少_________g。

（2）已知：常溫下，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10-11，Ksp[Fe（OH）3]＝4×10-38。

①常溫下，某酸性 MgCl2 溶液中含有少量的 FeCl3 ，為了得到純凈的 MgCl2·2H2O 晶體，應(yīng)加入_________填化學(xué)式），調(diào)節(jié)溶液的 pH＝4，使溶液中的 Fe3+轉(zhuǎn)化為 Fe（OH）3沉淀，此時(shí)溶液中的 c（Fe3+）＝_________mol·L-1。

②常溫下，若將 0.01 mol·L-1 MgCl2 溶液與至少________mol·L-1 NaOH 溶液等體積混合時(shí)有沉淀生成。

（3）25℃時(shí)，幾種離子開始沉淀時(shí)的 pH 如下表：

離子	Fe2+	Cu2+	Mg2+
pH	7.6	5.2	10.4

當(dāng)向含相同濃度 Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加 NaOH 溶液時(shí)，__________先沉淀（填離子符號），要使 0.3mol·L-1 硫酸銅溶液中Cu2+沉淀較為完全（當(dāng) Cu2+濃度降至 10-5 mol·L-1時(shí)），則應(yīng)向溶液里加入氫氧化鈉溶液使溶液 pH 為________（KspCu（OH）2=1×10-20）

Answer 1

【答案】Pb-2e-+SO42-=PbSO4 6.4 MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等） 4×10-8 mol·L-1 1.2×10-4 Cu2+ 6.5

【解析】

（1）根據(jù)電池總反應(yīng)式為：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42-2PbSO4＋2H2O可知，放電時(shí)，Pb作負(fù)極，PbO2作正極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，充電時(shí)，原負(fù)極板發(fā)生反應(yīng)為：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，原正極板發(fā)生反應(yīng)為：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，電路通過0.2mol電子時(shí)，理論上正極板的質(zhì)量減少6.4g；

故答案為：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ；6.4；

（2）已知：常溫下，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10-11，Ksp[Fe（OH）3]＝4×10-38。

①為得到純凈的MgCl2·2H2O晶體要除去氯化鐵，加入的物質(zhì)和氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以加入物質(zhì)后應(yīng)能轉(zhuǎn)化為MgCl2，所以應(yīng)該加入含Mg元素的物質(zhì)，可以是MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等），調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，溶液中c（H+）=10-4 mol·L-1， c（OH-）=10-10 mol·L-1，使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，c（Fe3＋）= mol·L-1；故答案為：MgO（或Mg（OH）2、MgCO3等）；；

②等體積混合濃度減半，c（Mg2+）=0.005 mol·L-1，=1.8×10-11，c（OH-）=6×10-5，所以NaOH溶液的濃度為6×2×10-4=1.2×10-4mol·L-1；

故答案為：1.2×10-4；

（3）pH小的離子先沉淀，溶度積常數(shù)越小的物質(zhì)越先沉淀，所以Cu2+先沉淀， 0.3mol/L的CuSO4溶液中Cu2+沉淀較為完全（當(dāng)Cu2+濃度降至10-5 mol·L-1時(shí)），則應(yīng)向溶液里加NaOH溶液，c（Cu2+）=10-5mol/L，c（OH-）==10-7.5mol/L，c（H+）=10-6.5mol/L，所以pH=6.5，

故答案為Cu2+；6.5。