题目内容
某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO．现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素．
回答下列问题．
（1）固体A的化学式为 ．
（2）反应a的化学反应方程式为 ．
（3）25℃时，溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图1所示：
①调节pH（Ⅰ）的pH为 ； ②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH（Ⅱ）所发生反应的离子方程式为 ； ③从图2中数据计算可得Mg（OH）2的溶度积Ksp[Mg（OH）2]约为 ．
回答下列问题．
（1）固体A的化学式为
（2）反应a的化学反应方程式为
（3）25℃时，溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图1所示：
①调节pH（Ⅰ）的pH为
考点："三废"处理与环境保护
专题：实验设计题
分析：先判断各物质的组成，在根据题目要求分析该题．
废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，当加过量盐酸时，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中加氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值，结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知，固体C是氢氧化铁；向溶液D中加入氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值为10.8，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，据此分析．
废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，当加过量盐酸时，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中加氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值，结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知，固体C是氢氧化铁；向溶液D中加入氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值为10.8，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，据此分析．
解答：
解：废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，当加过量盐酸时，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中加氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值，结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知，固体C是氢氧化铁；向溶液D中加入氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值为10.8，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，化学式为SiO2，故答案为：SiO2；
（2）通过以上分析知，反应a为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：NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
（3）通过以上分析知，pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全，所以调节pH（Ⅰ）的pH为3.7；向溶液D中加入氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值为10.8，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，所发生反应的离子方程式为Al3++4OH-═AlO2-+2H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；由图象c（Mg2+）=10-5mol/L时PH值为10.8，所以KsKsp=c（Mg2+）×c2（OH）-=10-5×（
）2=10-11.4；
故答案为：3.7；Al3++4OH-═AlO2-+2H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；10-11.4．
（1）通过以上分析知，A是二氧化硅，化学式为SiO2，故答案为：SiO2；
（2）通过以上分析知，反应a为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：NaAlO2+CO2+H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3；
（3）通过以上分析知，pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全，所以调节pH（Ⅰ）的pH为3.7；向溶液D中加入氢氧化钠溶液并调节溶液的PH值为10.8，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，所发生反应的离子方程式为Al3++4OH-═AlO2-+2H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；由图象c（Mg2+）=10-5mol/L时PH值为10.8，所以KsKsp=c（Mg2+）×c2（OH）-=10-5×（
| 10 -14 |
| 10 -10.8 |
故答案为：3.7；Al3++4OH-═AlO2-+2H2O，Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；10-11.4．
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．
练习册系列答案
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| ||
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