题目内容
硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO．某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验．
已知溶液pH=3.7时，Fe3+已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb=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A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：
（2）上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是
A．氢氧化钠 B．氧化铝 C．氨水 D．水
（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是
（4）固体E为
（5）计算溶液F中c（Mg2+）=
已知溶液pH=3.7时，Fe3+已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb=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A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
．（2）上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是
A
A
（填以下字母编号）A．氢氧化钠 B．氧化铝 C．氨水 D．水
（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是
镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等
镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等
；（任写一点）（4）固体E为
Mg（OH）2
Mg（OH）2
，写出溶液F通入过量CO2生成固体G和溶液H的化学方程式：NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
．（5）计算溶液F中c（Mg2+）=
5.6×10-10mol/L
5.6×10-10mol/L
（25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12）分析：先判断各物质的组成，在根据题目要求分析该题．
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；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）根据二氧化硅和氢氧化钠的性质写出相应的化学反应方程式．
（2）能使铁离子产生沉淀，而铝离子不产生沉淀的物质只能是强碱．
（3）在强碱性条件下，铝元素以偏铝酸根离子存在，镁元素以氢氧化镁存在，据此分析．
（4）氢氧化铝的酸性比碳酸还弱，根据强酸制取弱酸知，偏铝酸钠和过量二氧化碳能反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠．
（5）根据c（Mg2+）=
计算．
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；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）根据二氧化硅和氢氧化钠的性质写出相应的化学反应方程式．
（2）能使铁离子产生沉淀，而铝离子不产生沉淀的物质只能是强碱．
（3）在强碱性条件下，铝元素以偏铝酸根离子存在，镁元素以氢氧化镁存在，据此分析．
（4）氢氧化铝的酸性比碳酸还弱，根据强酸制取弱酸知，偏铝酸钠和过量二氧化碳能反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠．
（5）根据c（Mg2+）=
| Ksp |
| C(OH-)2 |
解答：解：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；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）通过以上分析知，A是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成盐和水，
所以反应方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
故答案为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
（2）向溶液B中加试剂①并调节溶液的PH值为3.7，结合题意知，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，符合条件的是A选项．
故选A．
（3）在强碱性条件下，铝元素以偏铝酸根离子存在，镁元素以氢氧化镁存在，当溶液的PH=13时，溶液呈强碱性，如果pH过小，可能导致的后果是镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等．
故答案为：镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等．
（4）通过以上分析知，固体E为Mg（OH）2，氢氧化铝的酸性比碳酸还弱，根据强酸制取弱酸知，偏铝酸钠和过量二氧化碳能反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应方程式为 NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3．
故答案为：Mg（OH）2；NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3．
（5）c（Mg2+）=
=
mol/L=5.6×10-10 mol/L
故答案为：5.6×10-10 mol/L．
（1）通过以上分析知，A是二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成盐和水，
所以反应方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
故答案为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
（2）向溶液B中加试剂①并调节溶液的PH值为3.7，结合题意知，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，符合条件的是A选项．
故选A．
（3）在强碱性条件下，铝元素以偏铝酸根离子存在，镁元素以氢氧化镁存在，当溶液的PH=13时，溶液呈强碱性，如果pH过小，可能导致的后果是镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等．
故答案为：镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等．
（4）通过以上分析知，固体E为Mg（OH）2，氢氧化铝的酸性比碳酸还弱，根据强酸制取弱酸知，偏铝酸钠和过量二氧化碳能反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应方程式为 NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3．
故答案为：Mg（OH）2；NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3．
（5）c（Mg2+）=
| Ksp |
| C(OH-)2 |
| 5.6×10-12 |
| (0.1)2 |
故答案为：5.6×10-10 mol/L．
点评：本题考查了物质的分离、提纯的方法选择及应用，难度不大，明确各物质的性质是解本题的关键．
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(每空3分共计10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知溶液pH=3.7时，Fe3+已经沉淀完全；一水合氨电离常数Kb=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A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
（2）上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是 （填以下字母编号）
| A．氢氧化钠 | B．氧化铝 | C．氨水 | D．水 |
（4）H中溶质的化学式： ；
（5）计算溶液F中c(Mg2+)＝ （25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12）
（10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知：①Fe3+、Al3+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2和12.4；Al(OH)3完全溶解的pH为11.8。②常温下，饱和氨水的pH约为11。
请回答：（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
（2）上述流程中试剂②应该是 （填以下字母编号）。
| A．氢氧化钠 | B．氧化铝 | C．氨水 | D．水 |
。
（4）计算溶液F中c(Mg2+)＝ （ 25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12）。
（5）工业生产中将固体C灼烧后的产物与KNO3、KOH固体加热共熔制备净水剂K2FeO4，同时获得一种亚硝酸盐，请写出制得K2FeO4的化学方程式： 。
已知：①Fe3+、Al3+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2和12.4；Al(OH)3完全溶解的pH为11.8。②常温下，饱和氨水的pH约为11。