题目内容
某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。
回答下列问题。
(1)固体A的化学式为 。
(2)反应a的化学反应方程式为 。
(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:
①调节pH(Ⅰ)的pH为 ;
②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为 ;
③从图中数据计算可得Mg(OH)2的溶度积Ksp[Mg(OH)2]约为 。
(1)SiO2
(2)NaAlO2+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+NaHCO3
(3)①3.7 ②Al3++4OH-Al
+2H2O、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ ③10-11.4
解析
钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。
（1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。
②操作b为 ，操作c为 。
③Al(NO3)3待测液中，c (Al3+) = mol·L-1（用m、v表示）。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：
①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内（填字母序号）。
| 物质 | Na | S | Al2O3 |
| 熔点/℃ | 97．8 | 115 | 2050 |
| 沸点/℃ | 892 | 444．6 | 2980 |
a．100℃以下 b．100℃～300℃ c． 300℃～350℃ d． 350℃～2050℃
②放电时，电极A为 极。
③放电时，内电路中Na+的移动方向为 （填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS（3<x<5），则阳极的电极反应式为 。
菱锌矿的主要成分是碳酸锌，还含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等杂质。如图是以菱锌矿为原料制取轻质氧化锌的一种工艺流程，该流程还可以得到两种副产品——海绵铜和铁红。
请结合下表数据，回答问题：
| 离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
| Fe2＋ | 6.3 | 9.7 |
| Fe3＋ | 1.5 | 3.2 |
| Zn2＋ | 6.2 | 8.0 |
（1）下列试剂中，________（填代号）可作为试剂甲的首选。
A．KMnO4 B．Cl2 C．H2O2 D．浓硝酸
根据所选试剂写出与之反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）氢氧化铁固体会吸附一些SO42-，如何洗涤Fe（OH）3固体以及如何判断是否洗涤干净？
洗涤方法：______________________________________________________________，判断是否洗涤干净的方法是_______________________________________。
（3）除铁步骤中加入氨水的目的是调节溶液的pH，其适宜的pH范围是______________；调节溶液pH时，除了氨水外，还可以加入下列物质中的________。
a．Zn b．ZnO c．Zn（OH）2 d．CuO
（4）经测定乙溶液中仍含有少量的Fe3＋和Zn2＋。若c（Fe3＋）为4.0×10－17 mol·L－1，则c（Zn2＋）为______________ mol·L－1。（已知Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10－38，Ksp[Zn（OH）2]＝1.2×10－17）。
B+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
2F+D，F中E元素的质量分数为60%。
工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下：
已知：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe2+，理由是
。涉及的离子方程式为 、
（不必书写Cu2O与盐酸的反应）。检验滤液A中Fe2+的试剂为 （填试剂名称）。
（3）将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为 __ （填序号）。
| A．氢氧化钠溶液 | B．硫酸溶液 | C．氨水 | D．二氧化碳 |