Question

【题目】从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝两种工艺流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

请回答下列问题：

(1)验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入__________(填试剂名称)。

(2)滤液E、K中溶质的主要成份是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途____________。

(3)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为________。

(4)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为____________________________。

(5)滤液D中通过量CO2产生沉淀F的离子方程式：___________________________。

(6)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)＝________。

Answer 1

【答案】硫氰化钾或硫氰酸钾、苯酚溶液 NaHCO3 制纯碱或作发酵粉 Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O AlO2- + CO2 +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 5.6×10－10mol·L－

【解析】

由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A和滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠、氢氧化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，据此分析。

（1）要检验滤液B中含有Fe3+，方法很多，如可加入硫氰化钾溶液，溶液变为血红色；加入苯酚溶液，与苯酚发生显色反应，溶液为紫色；与碱溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，都能证明滤液B中含有Fe3+，故答案为：硫氰化钾或硫氰酸钾、苯酚溶液。

（2）由分析可知滤液E、K中溶质的主要成份是NaHCO3，NaHCO3的用途很多，如治疗胃酸过多、发酵剂、灭火剂等，故答案为：NaHCO3，制纯碱或作发酵粉。

（3）流程甲加入盐酸后生成Al3+的物质是铝土矿中的氧化铝，反应的离子方程式为：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，故答案为：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。

（4）流程乙加入烧碱后，与氧化铝反应生成偏铝酸钠，与二氧化硅生成硅酸钠，生成SiO32-的离子方程式为SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O，故答案为：SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O。

（5）滤液D中的溶质为NaCl、NaAlO2、NaOH，向溶液中通入过量CO2，发生的反应为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3、NaOH+CO2=NaHCO3，产生沉淀F的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

（6）pH=13时，c(OH-)=0.1mol·L-1，Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12，可得c(Mg2+)=5.6×10-10mol·L-1，故答案为：5.6×10－10mol·L－1。