Question

【题目】I.硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某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；一水合氨饱和溶液中c(OH－)约为1×10－3 mol·L－1。

（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________ (填字母)。

A．氢氧化钠　　　　　　B．氧化铝 C．氨水 D．水

（3）H中溶质是________。

（4）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_______的化学式

（5）计算溶液F中的c(Mg2＋)＝___________________(25 ℃时，氢氧化镁的Ksp＝5.6×10－12)。

II.某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究.

（1）A装置为乙醇燃料电池，若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式为___________。

（2）若B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变），此时B电池溶液的pH=_______，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入___________（填物质并注明物质的量）。

Answer 1

【答案】 SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O A NaHCO3 AI3+不能完全变为偏铝酸根 5.6×10-10 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O 13 0.05mol HCI

【解析】I.（1）硫酸渣中只有SiO2不与盐酸反应，但能够和强碱反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式：SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O ；正确答案：SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O。

（2）加入试剂①的目的要调节溶液的pH，加入的试剂既能与酸反应，同时溶液的pH能够调整到pH=13，只能用氢氧化钠溶液才能达到，一水合氨饱和溶液中c(OH－)约为1×10－3 pH=11，达不到pH=13；氧化铝不能调整溶液到碱性， 正确选项A。

（3）F溶液中含有偏铝酸根离子，通入足量的二氧化碳气体，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，所以H中溶质是NaHCO3，正确答案：NaHCO3。

（4）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH＝13，如果pH过小，导致铝离子不能完全转化为偏铝酸根离子，正确答案：AI3+不能完全变为偏铝酸根。

（5）pH＝13，c（OH-）=0.1mol/L，Ksp＝c(Mg2＋)×c2（OH-）=5.6×10－12，c(Mg2＋)= 5.6×10-10 mol/L，正确答案：5.6×10-10。

II.（1）通过题给信息可知，X、Y均是铜，但X极附近生成砖红色沉淀，说明该极发生了氧化反应，铜在碱性环境下失电子变为Cu2O，极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O；正确答案：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O + H2O。

（2）X、Y皆为惰性电极，电解NaCl溶液，总反应为2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑, Y电极产生氢气560mL（即0.025 mol），根据方程式可知生成NaOH的量为0.05 mol，NaOH溶液的浓度为0.05/0.5=0.1mol/L，c(H+)=10-13 mol/L，B电池溶液的pH=13；电解完成后，从溶液中溢出了氢气和氯气各0.025 mol，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入氯化氢气体0.05 mol；正确答案：0.05mol HCI。