Question

【題目】硫酸渣是用黃鐵礦制造硫酸過程中排出的廢渣，主要化學(xué)成分為SiO2：約45%，Fe2O3：約40%，Al2O3：約10%，MgO：約5%。目前我國已經(jīng)在技術(shù)上取得突破――用硫酸渣煉鐵。Fe3+開始沉淀為氫氧化物的pH=1，沉淀完全時的pH為3.7。某學(xué)生探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了不同的方案，用化學(xué)基本知識進行金屬元素的提取實驗。

方案一：

請回答：

（1）寫出固體E的化學(xué)式：__________________。試劑①是_______

A．氫氧化鈉 B．氧化鋁 C．氨水 D．水

（2）若要準(zhǔn)確測定溶液的pH是否達到3.7，下列物品中可供使用的是_________

A．石蕊試液 B．廣泛pH試紙 C．pH計

（3）溶液H中溶質(zhì)的化學(xué)式：__________________

（4）要將固體C、固體E和固體G都轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的穩(wěn)定的氧化物，需進行的實驗操作為 。

方案二：

（5）此方案制得的氧化鋁含有的主要雜質(zhì)是：_______________

（6）寫出由溶液M固體乙這個過程中，主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式：

_____________________；___________________

Answer 1

【答案】（1）Mg(OH)2 ；A；

（2）C；

（3）NaCl、NaHCO3 ；

（4）灼燒(或加熱) ；

（5）二氧化硅；

（6） AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－、SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－

【解析】

試題分析：根據(jù)硫酸渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，當(dāng)向硫酸渣中加過量鹽酸時，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，所以固體A是二氧化硅，氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂和鹽酸反應(yīng)，所以溶液B的溶質(zhì)是氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸(過量)；向溶液B中加試劑①并調(diào)節(jié)溶液的pH值為3.7，結(jié)合題意溶液pH=3.7時Fe3+已經(jīng)沉淀完全知，試劑①是能和氯化鐵反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì)且和鋁離子反應(yīng)沒有沉淀生成，所以試劑①只能是強堿溶液，固體C是氫氧化鐵；向溶液D中加入試劑①并調(diào)節(jié)溶液的pH值為13，溶液呈強堿性溶液，鋁元素在溶液中以偏鋁酸根離子存在，鎂離子和氫氧根離子生成氫氧化鎂沉淀，所以固體E是氫氧化鎂；溶液F的溶質(zhì)含有偏鋁酸鈉和氯化鈉，向F溶液中通入過量二氧化碳氣體，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，所以G是氫氧化鋁。

（1）固體E是氫氧化鎂，試劑①是強堿溶液，故選A；故答案為：Mg(OH)2；A；

（2）因pH值精確到小數(shù)點后一位，而石蕊試液測得的pH值在一個范圍內(nèi)，廣泛pH試紙測得的pH值是一個整數(shù)，精密pH試紙、pH計均可準(zhǔn)確到小數(shù)點后一位，故選：C；

（3）溶液F的溶質(zhì)含有偏鋁酸鈉和氯化鈉，向F溶液中通入過量二氧化碳氣體，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，故答案為：NaCl、NaHCO3；

（4）固體C是氫氧化鐵，固體E是氫氧化鎂，固體G是氫氧化鋁，加熱均可分解得到對應(yīng)的氧化物，故答案為：灼燒；

（5）產(chǎn)品不純，最后產(chǎn)物中含有大量的二氧化硅，故答案為：二氧化硅；

（6）溶液主要含有硅酸鈉和偏鋁酸鈉，硅酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉，方程式為：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－，故答案為：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO32-；AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－。