Question

【題目】I.硫酸工業(yè)中廢渣稱為硫酸渣，其成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下方案，進(jìn)行硫酸渣中金屬元素的提取實(shí)驗(yàn)。

已知：溶液pH＝3.7時(shí)，Fe3＋已經(jīng)沉淀完全；一水合氨飽和溶液中c(OH－)約為1×10－3 mol·L－1。

（1）寫出A與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________。

（2）上述流程中兩次使用試劑①，推測試劑①應(yīng)該是________ (填字母)。

A．氫氧化鈉　　　　　　B．氧化鋁 C．氨水 D．水

（3）H中溶質(zhì)是________。

（4）溶液D到固體E過程中需要控制溶液pH＝13，如果pH過小，可能導(dǎo)致的后果是_______的化學(xué)式

（5）計(jì)算溶液F中的c(Mg2＋)＝___________________(25 ℃時(shí)，氫氧化鎂的Ksp＝5.6×10－12)。

II.某化學(xué)興趣小組用下圖所示裝置進(jìn)行電化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)探究.

（1）A裝置為乙醇燃料電池，若X、Y均是銅，電解質(zhì)溶液為NaOH溶液，電池工作一段時(shí)間，X極附近生成磚紅色沉淀，查閱資料得知是Cu2O，試寫出該電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________。

（2）若B電池的電解質(zhì)溶液為500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，X、Y皆為惰性電極，當(dāng)電池工作一段時(shí)間斷開電源K，Y電極有560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）無色氣體生成（假設(shè)電極產(chǎn)生氣體完全溢出，溶液體積不變），此時(shí)B電池溶液的pH=_______，要使該溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需加入___________（填物質(zhì)并注明物質(zhì)的量）。

Answer 1

【答案】 SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O A NaHCO3 AI3+不能完全變?yōu)槠�鋁酸根 5.6×10-10 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O 13 0.05mol HCI

【解析】I.（1）硫酸渣中只有SiO2不與鹽酸反應(yīng)，但能夠和強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O ；正確答案：SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O。

（2）加入試劑①的目的要調(diào)節(jié)溶液的pH，加入的試劑既能與酸反應(yīng)，同時(shí)溶液的pH能夠調(diào)整到pH=13，只能用氫氧化鈉溶液才能達(dá)到，一水合氨飽和溶液中c(OH－)約為1×10－3 pH=11，達(dá)不到pH=13；氧化鋁不能調(diào)整溶液到堿性， 正確選項(xiàng)A。

（3）F溶液中含有偏鋁酸根離子，通入足量的二氧化碳?xì)怏w，生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，所以H中溶質(zhì)是NaHCO3，正確答案：NaHCO3。

（4）溶液D到固體E過程中需要控制溶液pH＝13，如果pH過小，導(dǎo)致鋁離子不能完全轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，正確答案：AI3+不能完全變?yōu)槠�鋁酸根。

（5）pH＝13，c（OH-）=0.1mol/L，Ksp＝c(Mg2＋)×c2（OH-）=5.6×10－12，c(Mg2＋)= 5.6×10-10 mol/L，正確答案：5.6×10-10。

II.（1）通過題給信息可知，X、Y均是銅，但X極附近生成磚紅色沉淀，說明該極發(fā)生了氧化反應(yīng)，銅在堿性環(huán)境下失電子變?yōu)?/span>Cu2O，極反應(yīng)為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O；正確答案：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O。

（2）X、Y皆為惰性電極，電解NaCl溶液，總反應(yīng)為2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑, Y電極產(chǎn)生氫氣560mL（即0.025 mol），根據(jù)方程式可知生成NaOH的量為0.05 mol，NaOH溶液的濃度為0.05/0.5=0.1mol/L，c(H+)=10-13 mol/L，B電池溶液的pH=13；電解完成后，從溶液中溢出了氫氣和氯氣各0.025 mol，要使該溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需加入氯化氫氣體0.05 mol；正確答案：0.05mol HCI。