Question

【題目】硫酸工業(yè)中廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。 某探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案，將硫酸渣中金屬元素分別轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而分離開來。

已知常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下：

（1）工業(yè)上用固體A作原料制取水玻璃的化學(xué)方程式為_________。

（2）固體E的化學(xué)式為_________。

（3）實(shí)驗(yàn)室用11.9mol/L的濃鹽酸配制250mL3.0mol/L的稀鹽酸，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要_______。

（4）上述流程中的試劑Y最好選用下列中的_______（選填字母編號）。

A．水 B．硫酸 C．氨水 D．氫氧化鈉

（5）寫出反應(yīng)F→H的離子方程式_________。

Answer 1

【答案】SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O Mg（OH）2 250ml容量瓶 D AlO2-+CO2+2H2O==Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】

硫酸工業(yè)中廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，當(dāng)向硫酸渣中加入過量的鹽酸時(shí)，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，所以A是二氧化硅，Fe2O3、Al2O3、MgO和鹽酸反應(yīng)，所以溶液B的溶質(zhì)為氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸；向溶液B中加入試劑X并調(diào)節(jié)溶液的pH值為3.5，結(jié)合題意溶液pH=3.5時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀完全知，試劑X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X只能是強(qiáng)堿溶液，固體C是氫氧化鐵，向溶液D中加入試劑X并調(diào)節(jié)溶液的pH值為13，溶液成強(qiáng)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結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀，所以固體E為氫氧化鎂，溶液F的溶質(zhì)含有偏鋁酸鈉和氯化鈉，向F溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)沉淀氫氧化鋁沉淀，所以G為氫氧化鋁，據(jù)此答題。

（1）由分析可知：固體A為二氧化硅，二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)方程式為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

（2）由分析可知：固體E為Mg（OH）2，故答案為：Mg（OH）2。

（3）實(shí)驗(yàn)室用11.9mol/L的濃鹽酸配制250mL3.0mol/L的稀鹽酸，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要250mL容量瓶和膠頭滴管；故答案為：250mL容量瓶。

（4）陽離子Mg2+以氫氧化物形式沉淀所需試劑，根據(jù)題給信息和流程可知應(yīng)該先用氫氧化鈉溶液將Mg2+轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂沉淀析出同時(shí)將Al3+轉(zhuǎn)化成AlO2-溶液；故答案為：D。

（5）F→H的反應(yīng)是AlO2-與CO2反應(yīng)，過量CO2反應(yīng)的產(chǎn)物為碳酸氫鹽，反應(yīng)的離子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；故答案為：AlO2-+CO2+2H2O==Al（OH）3↓+HCO3-。