Question

【题目】已知常温下，几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
某矿渣所含各物质的质量分数如表所示：

成分	SiO2	MgO	Fe2O3	Al2O3	CuO
质量分数（%）	？	4.0	32	10.2	16

已知常温下，几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：

	Cu（OH）2	Mg（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3
开始沉淀的pH	4.8	9.3	2.7	3.8
完全沉淀的pH	6.4	10.8	3.7	4.7

某课题组拟以上述矿渣为原料制备金属镁、铝、铜、铁，其部分工艺流程如图：

请回答下列问题：
（1）沉淀Ⅰ的主要用途是（列一种即可），步骤Ⅳ中调节pH范围为 ．
（2）由滤液Ⅱ经几步反应可得到需要制备的一种金属的氧化物，滤液Ⅱ中需要通入气体的化学式 ， 反应的化学方程式为 ．
（3）写出由滤液Ⅰ得到滤液Ⅱ的离子方程式 ．
（4）滤液Ⅳ中含有的金属阳离子是 ．
（5）工业上，冶炼铝、铁、铜、镁的方法依次是（填代号）．
A．电解法、热还原法、分解法、分解法 B．电解法、热还原法、热还原法、电解法
C．热还原法、分解法、电解法、电解法 D．热还原法、热还原法、热还原法、电解法
在工业生产中，冶炼这些金属时选择的相应物质的化学式依次是、、、

Answer 1

【答案】
（1）制光导纤维；大于3.7小于4.8
（2）CO2；NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O
（3）Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O
（4）Mg2+、Cu2+
（5）B；Al2O3；Fe2O3；CuO；MgCl2
【解析】解：矿渣加入足量盐酸，SiO2不溶，过滤得到沉淀Ⅰ为SiO2 ， 滤液中含有MgCl2、AlCl3、FeCl3、CuCl2 ， 加过量的NaOH后Al3+转化为NaAlO2 ， MgCl2、FeCl3、CuCl2反应生成Mg（OH）2沉淀、Fe（OH）3沉淀、Cu（OH）2沉淀，过滤得到滤液Ⅱ为NaAlO2溶液，沉淀Ⅱ为Mg（OH）2沉淀、Fe（OH）3沉淀、Cu（OH）2沉淀，加盐酸反应生成MgCl2、FeCl3、CuCl2 ， 加入Cu（OH）2控制pH值大于3.7小于4.8，使三价铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，（1）沉淀Ⅰ是二氧化硅，二氧化硅是制造光导纤维的主要材料；步骤Ⅳ中调节pH使铁离子生成沉淀而铜离子、镁离子不生成沉淀，根据表中数据知，要使三价铁离子沉淀，铜离子、镁离子不沉淀，则需满足pH值大于3.7小于4.8；所以答案是：制光导纤维；大于3.7小于4.8；（2）偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳可生成氢氧化铝和碳酸氢钠，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，反应方程式：NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O；
所以答案是：CO2；NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O；（3）氯化铝与足量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水、氯化钠，离子方程式：Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；
所以答案是：Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；（4）滤液Ⅲ中含有镁离子、铜离子、三价铁离子，加入氢氧化铜调节pH值大于3.7小于6.4，则三价铁离子全部转化为氢氧化铁沉淀，所以滤液Ⅳ中含有离子为：Mg2+、Cu2+；
所以答案是：Mg2+、Cu2+；（5）较活泼金属采用电解法、Fe和Cu采用热氧化还原反应法冶炼，电解时电解熔融氯化物或氧化物，热氧化还原法冶炼金属用金属氧化物，Mg、Al为较活泼金属，采用电解法冶炼，Fe、Cu采用热氧化还原法冶炼，电解熔融 Al2O3冶炼Al、电解熔融MgCl2冶炼Mg、热氧化还原Fe2O3冶炼Fe、热氧化还原CuO冶炼Cu，
所以答案是：B； Al2O3；Fe2O3；CuO；MgCl2 ．