海水中含有丰富的镁资源．某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：模拟海水中的离子Na+Mg2+Ca2+Cl-HCO3-浓度（mol/L）0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓

Question

海水中含有丰富的镁资源．某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

模拟海水中的离子	Na+	Mg2+	Ca2+	Cl-	HCO3-
浓度（mol/L）	0.439	0.050	0.011	0.560	0.001

注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10^-5 mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变．已知：K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9；K_sp（MgCO₃）=6.82×10^-6；
K_sp[Ca（OH）₂]=4.84×10^-6；K_sp[Mg（OH）₂]=5.61×10^-12．
（1）沉淀物X的化学式为______，生成X的离子方程式______．
（2）滤液N中存在的阳离子除Na⁺外还有______其物质的量浓度为______mol/L．
（3）若使2处pH为11，则需加入氢氧化钠固体质量为______g；（保留三位有效数字）若使Y为纯净物，则2处加入氢氧化钠的质量最大值为______g．（保留三位有效数字）

Answer 1

（1）n（NaOH ）=0.001mol，[即n（OH^-）=0.001mol]．依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1L模拟海水中，加入0.001mol NaOH时，OH^- 恰好与HCO₃^-完全反应：OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O，生成0.001molCO₃^2-．由于K_sp（CaCO₃）＜＜K_sp（MgCO₃），生成的CO₃^2-与水中的Ca²⁺反应生成CaCO₃ 沉淀Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．所以沉淀物X为CaCO₃，故答案为：CaCO₃；HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-=CaCO₃↓+H₂O；
（2）步骤②，当滤液M中加入NaOH 固体，调至pH=11（即pOH=3）时，此时滤液中c（OH^-）=1×10^-3 mol•L^-1，则Q[Ca（OH）₂]=c（Ca²⁺）×（10^-3）²=0.010×（10^-3）²=10^-8＜K_sp[Ca（OH）₂]，无Ca（OH）₂生成；
Q[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×（10^-3）²=0.050×（10^-3）²=5×10^-8＞K_sp[Mg（OH）₂]，有Mg（OH）₂沉淀生成；又由于K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×（10^-3）²=5.6×10^-12，c（Mg²⁺）=5.6×10^-6＜10^-5，无剩余，滤液N中不存在Mg²⁺，存在Ca²⁺，c（Ca²⁺）=0.01mol/L，
故答案为：Ca²⁺；0.01mol/L；
（3）步骤②，当滤液M中加入NaOH 固体，调至pH=11（即pOH=3）时，此时滤液中c（OH^-）=1×10^-3 mol•L^-1，和镁离子反应的c（OH^-）=0.1mol/L，m（NaOH）=nM=（0.1mol+0.001mol）×40g/mol=4.04g；
滤液M中含有钠离子、钙离子、镁离子，若使Y为纯净物，则沉淀Y是氢氧化镁，生成氢氧化镁沉淀需要0.1molNaOH，当氢氧化钙恰好饱和时，需要的氢氧化钠的质量最大，溶液中c（OH^-）=√((4.84×10−6)/(0.01))mol/L=0.022mol，
所以m（NaOH）=（0.1+0.022）mol×40g/mol=4.88g，
故答案为：4.04；4.88．