Question

(每空3分共計(jì)10分）硫酸工業(yè)中廢渣稱(chēng)為硫酸渣，其成分為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)，F(xiàn)e³⁺已經(jīng)沉淀完全；一水合氨電離常數(shù)K_b=1.8×10^－5，其飽和溶液中c(OH^－)約為1×10^-3mol·L^-1。請(qǐng)回答：

（1）寫(xiě)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(cè)試劑①應(yīng)該是 　　　　　　　　　　　　　　（填以下字母編號(hào)）

A．氫氧化鈉　　　　　　 B．氧化鋁　　　　　　 　　 C．氨水　　　　　　 　D．水

（3）溶液D到固體E過(guò)程中需要控制溶液pH=13，如果pH過(guò)小，可能導(dǎo)致的后果是　　　　　　 ；（任寫(xiě)一點(diǎn)）

（4）H中溶質(zhì)的化學(xué)式：　　　　　　　　　　　　 ；

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

 

Answer 1

【答案】

（1）SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O  （2）A

（3）鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全等  （4）NaHCO₃  （5）5.6× 10^–10 mol/L

【解析】（1）硫酸渣中只有二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，所以A是二氧化硅，和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式是SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O。

（2）試劑①的作用是中和溶液中的氫離子，生成氫氧化物沉淀。由于氨水中pH最大只能是11，所以應(yīng)該選擇氫氧化鈉，答案選A。

（3）根據(jù)流程圖可知，固體C是氫氧化鐵，E是氫氧化鎂，所以如果氫氧化鈉不足，則鎂離子沉淀不完全，且氫氧化鋁溶解也不完全。

（4）溶液F是氫氧化鈉和偏鋁酸鈉的混合物，所以通入足量的CO₂是生成沉淀氫氧化鋁，而溶液中的溶質(zhì)則是碳酸氫鈉。

（5）溶液中OH^－濃度是0.1mol/L，所以根據(jù)溶度積常數(shù)可知，溶液中c(Mg²⁺)＝5.6×10^-12÷0.1²＝5.6× 10^–10 mol/L。