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4.硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2:约45%,Fe2O3:约40%,Al2O3:约10%,MgO:约5%.目前我国已经在技术上取得突破--用硫酸渣炼铁.
某学生探究性学习小组的同学设计了不同的方案,用化学基本知识进行金属元素的提取实验(已知25℃氢氧化镁Ksp=5.6×10-12;氢氧化铁Ksp=3.5×10-38;一水合氨电离常数K=1.8×10-5,其饱和溶液中c (OH-) 约为1×10-3mol•L-1).

请回答:
(1)写出固体E的化学式:Mg(OH)2
(2)试剂①是A
A.氢氧化钠    B.氧化铝      C.氨水    D.水
(3)溶液H中溶质的化学式:NaCl、NaHCO3
(4)若要准确测定溶液的pH是否达到3.7,下列物品中可供使用的是CD
A.石蕊试液    B.广泛pH试纸  C.精密pH试纸  D.pH计
(5)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定的氧化物,需进行的实验操灼烧.
(6)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液F中c(Mg2+)=5.6×10-10mol•L-1

分析 硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,二氧化硅和盐酸不反应,所以固体A是二氧化硅,氧化铁、氧化铝、氧化镁和盐酸反应,所以溶液B的溶质是氯化镁、氯化铁、氯化铝、盐酸(过量);向溶液B中加试剂①并调节溶液的pH值为3.7,结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知,试剂①是能和氯化铁反应生成沉淀的物质且和铝离子反应没有沉淀生成,所以试剂①只能是强碱溶液,固体C是氢氧化铁;向溶液D中加入试剂①并调节溶液的pH值为13,溶液呈强碱性溶液,铝元素在溶液中以偏铝酸根离子存在,镁离子和氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀,所以固体E是氢氧化镁;溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,向F溶液中通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以G是氢氧化铝,
(1)固体E是氢氧化镁;
(2)试剂①是强碱溶液;
(3)溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,通入过量的二氧化碳生碳酸氢钠溶液;
(4)pH值精确到小数点后一位,测定较准确;     
(5)难溶性碱加热分解;
(6)根据氢氧化镁Ksp=5.6×10-12来计算.

解答 解:I.根据硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,二氧化硅和盐酸不反应,所以固体A是二氧化硅,氧化铁、氧化铝、氧化镁和盐酸反应,所以溶液B的溶质是氯化镁、氯化铁、氯化铝、盐酸(过量);向溶液B中加试剂①并调节溶液的pH值为3.7,结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知,试剂①是能和氯化铁反应生成沉淀的物质且和铝离子反应没有沉淀生成,所以试剂①只能是强碱溶液,固体C是氢氧化铁;向溶液D中加入试剂①并调节溶液的pH值为13,溶液呈强碱性溶液,铝元素在溶液中以偏铝酸根离子存在,镁离子和氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀,所以固体E是氢氧化镁;溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,向F溶液中通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以G是氢氧化铝,
(1)固体E是氢氧化镁,故答案为:Mg(OH)2
(2)试剂①是强碱溶液,故选:A;     
(3)溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,向F溶液中通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,故答案为:NaCl、NaHCO3
(4)因PH值精确到小数点后一位,而石蕊试液测得的PH值在一个范围内,广泛pH试纸测得的PH值是一个整数,精密pH试纸、pH计均可准确到小数点后一位,故选:CD;          
(5)固体C是氢氧化铁,固体E是氢氧化镁,固体G是氢氧化铝,加热均可分解得到对应的氧化物,故答案为:灼烧; 
(6)因溶液的pH值为13,c(OH-)=10-1mol•L-1,Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=c(Mg2+)×10-2=5.6×10-12,所以c(Mg2+)=5.6×10-10 mol•L-1,故答案为:5.6×10-10 mol•L-1

点评 本题考查了物质的分离、提纯的方法选择及应用,实验方案设计和评价,题目难度较大,明确各物质的性质是解本题的关键,本题注意溶度积的相关计算.

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