Question

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO₂（约45%）、Fe₂O₃（约40%）、Al₂O₃（约10%）和MgO（约5%）．某同学设计了如图1方案，分离样品中各种金属元素．请回答下列问题．
（1）写出溶液B的溶质是

 

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（2）参照如图2形式进一步完成“溶液C”到“Al₂O₃”的流程（注明试剂、条件和操作）

 

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（3）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定．写出反应的离方程式：

 

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Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题

分析：（1）溶液B是废渣主要化学成分为SiO₂（约45%）、Fe₂O₃（约40%）、Al₂O₃（约10%）和MgO（约5%），溶于过量盐酸反应后过滤得到的溶液中溶质；
（2）依据废渣溶于过量盐酸得到溶液B中含有溶质为：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和过量HCl；B溶液中加入氢氧化钠溶液，调节溶液PH=3.7后，生成氢氧化铁沉淀；和滤液MgCl₂、AlCl₃和过量HCl；在加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到滤液中为NaCl，NaAlO₂；通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝沉淀，灼烧得到Al₂O₃；依据流程图画出；
（3）根据KMnO₄溶液具有强氧化性，把二价铁氧化成三价铁，本身被还原成二价锰离子结合得失电子守恒配平；

解答： 解：（1）废渣主要化学成分为SiO₂（约45%）、Fe₂O₃（约40%）、Al₂O₃（约10%）和MgO（约5%）；加入过量盐酸，Fe₂O₃碱性氧化物，Al₂O₃两性氧化物、MgO碱性氧化物都和过量的盐酸反应生成的溶液中含有溶质为：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和过量HCl；故答案为：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃、HCl；
（2）依据废渣溶于过量盐酸得到溶液B中含有溶质为：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和过量HCl；B溶液中加入氢氧化钠溶液，调节溶液PH=3.7后，生成氢氧化铁沉淀；和滤液MgCl₂、AlCl₃和过量HCl；在加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到滤液中为NaCl，NaAlO₂；通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝沉淀，灼烧得到Al₂O₃；依据流程图画出；，
故答案为：；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，把二价铁氧化成三价铁，本身被还原成二价锰离子，再根据得失电子守恒配平，则离子方程式为：5Fe²⁺+MnO₄^_+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^_+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

点评：本题考查了设计流程分离物质，试剂选择和反应现象，反应特征的应用，氧化还原反应方程式的书写，题目难度中等．