Question

一道大学无机的化学题，请帮我看一下，谢谢

在20mL0.5mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10mol·L-1的NH3·H2O溶液，有无Mg（OH）2沉淀生成？为了不使Mg（OH）2沉淀析出，至少应加入多少克NH4CL固体（设加入NH4CL固体后溶液的体积不变）？Mg（OH）2的Ksp为1.8×10-11,在线等，谢谢
好像是用Qi〉Ksp来求样，我主要做不来第2个问，加入多少克固体那个，麻烦把第二个问写清楚一点，我不知道怎么做，最好有文字叙述一下

Answer 1

此题是关于沉淀pH的计算
等体积混合后，c(Mg2+)=0.25mol/L
Mg(OH)2的Ksp=5.61*10^-12
所以需要c(OH-)=4.74*10^-6
pOH=5.3
pH=8.7

现在加入的氨水浓度0.05
Kb=1.8*10^-5
c/Kb > 500，可以用简式计算，c(OH-)=根号(cK)=9.48*10^-4
pOH=3.0
pH=11.0 >8.7
所以有沉淀Mg(OH)2

若不产生沉淀，即加入的NH4Cl使得溶液pH <=8.7即可
所以8.7是临界值
即成为缓冲溶液
pH=pKa-logc(酸)/c(碱)
此时的Ka=Kw/Kb
8.7=14-pKb-logn(NH4Cl)/n(NH3.H2O)=14-4.74-logn(NH4Cl)/0.002
所以，n(NH4Cl)=0.00726mol
即0.388g

追问

看不懂，第二个问题能再具体说一下吗？

追答

既然是大学，应该要能掌握的
第1个，判断是否有沉淀，是根据Q与Ksp的关系，所以计算c(Mg2+)、c(OH-)，再计算Q，就可以了
若Q>Ksp，就是有沉淀

第2个，要控制没有沉淀，即Q至少恰好等于Ksp，根据c(Mg2+)，求此时的c(OH-)，所以用了缓冲溶液的固定公式计算
缓冲溶液的pH=pKa-logc(酸)/c(碱)
也就是pH=pKa-logn(酸)/n(碱)
这个公式应该要掌握的

Answer 2

NH3的Kb=1.8*10-5
则c（NH4+）*c(OH-)=c(NH3·H2O)*Kb=0.05*1.8*10-5=9*10-7mol/L
因为c(OH-)=9.5*10-4
所以c(OH-)=c(Mg2+)*c(OH-)*c(OH-)=2.25*10-7>Ksp(Mg(OH)2)
有沉淀产生
当没有沉淀析出时c(OH-)*c(OH-)=Ksp(Mg(OH)2)/c(Mg2+)=7.2*10-11
c(OH-)=8.49*10-6
c(NH4+)=Kb*c(NH3)/c（OH-）=0.106mol/L
n(NH4Cl)=n(NH4+)=c(NH4+)*V=0.106*(20+20)*10-3=4.24*10-3mol
m(NH4Cl)=M*n(NH4Cl)=0.2268g

追问

看不懂，第二个问题能再具体说一下吗？

Answer 3

Kb=?

追问

你是说的Ksp?

追答

NH3.H2O的Kb=？？

追问

好像是用Qi〉Ksp来求样，我主要做不来第2个问，加入多少克固体那个