题目内容

1．硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO．某探究性学习小组的同学设计如图实验方案，将硫酸渣中金属元素转化为氢氧化物沉淀分离开来．

已知常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表：
阳离子Fe3+Al3+Mg2+
开始沉淀时的pH1.93.79.6
沉淀完全时的pH3.25.211.0
（1）固体A的化学式为SiO2．
（2）向溶液F中通过量CO2发生反应的离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）采用过滤操作分离固体E和溶液F，发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：漏斗液面高于滤纸的边缘、玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损．
（4）上述流程中的试剂Y 最好选用下列的C（填字母编号）
A、氧化镁    B、氨水    C、氢氧化钾    D、氢氧化钡
（5）取w g硫酸渣（含SiO2 m g），与 c mol 盐酸恰好完全反应，则废渣中氧元素的质量分数为$\frac{8m+120c}{15w}$．（用含w、m、c的代数式表示）

分析 硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，加入盐酸，二氧化硅与盐酸不反应，得到固体ASiO2；调节pH=3.5，生成氢氧化铁沉淀；加入KOH调pH=13，镁离子生成沉淀，最后通入CO2，AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；据此分析；
（1）二氧化硅与盐酸不反应；
（2）向溶液F中通过量CO2是AlO2-与CO2 反应，过量CO2反应的产物为碳酸氢盐，反应的离子方程式：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）采用过滤操作分离固体E和溶液F，发现滤液中有少量浑浊，可能是滤纸破损、也可能是操作失误；
（4）阳离子Mg2+以氢氧化物形式沉淀所需试剂，根据题给信息和流程可知应该先用氢氧化钾，溶液将Mg2+转化成氢氧化镁沉淀析出同时将Al3+转化成AlO2-溶液；
（5）Fe2O3、Al2O3、MgO与HCl反应，都生成H2O，水中的O即为金属氧化物中的O，则含有$\frac{c}{2}×16g$=8c，m gSiO2含O为$m×\frac{32}{60}g$，则废渣中氧元素的质量分数为$\frac{8c+\frac{32}{60}m}{w}$×100%=$\frac{8m+120c}{15w}$．

解答 解：（1）二氧化硅与盐酸不反应，固体A为SiO2；
故答案为：SiO2；
（2）向溶液F中通过量CO2是AlO2-与CO2 反应，过量CO2反应的产物为碳酸氢盐，反应的离子方程式：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
故答案为：AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）采用过滤操作分离固体E和溶液F，发现滤液中有少量浑浊，可能是滤纸破损、也可能是操作失误；
故答案为：漏斗液面高于滤纸的边缘；玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；
（4）阳离子Mg2+以氢氧化物形式沉淀所需试剂，根据题给信息和流程可知应该先用氢氧化钾，溶液将Mg2+转化成氢氧化镁沉淀析出同时将Al3+转化成AlO2-溶液；
故答案为：C；
（5）Fe2O3、Al2O3、MgO与HCl反应，都生成H2O，水中的O即为金属氧化物中的O，则含有$\frac{c}{2}×16g$=8c，m gSiO2含O为$m×\frac{32}{60}g$，则废渣中氧元素的质量分数为$\frac{8c+\frac{32}{60}m}{w}$×100%=$\frac{8m+120c}{15w}$；
故答案为：$\frac{8m+120c}{15w}$．

点评 本题考查了溶液配制实验过程和仪器选择，盐类水解应用，掌握物质性质和实验流程分析是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
11．向盛有白糖的小烧杯中加几滴水搅拌均匀，在滴入浓硫酸，白糖变黑，并迅速膨大，俗称“黑面包”，同时又气体逸出，若将该气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成，下列叙述中不正确的是（　　）
A．浓硫酸的作用，脱水剂、强氧化剂B．“黑面包”的主要成分：C
C．气体的主要成分：SO2、CO2D．白色沉淀只有CaCO3
12．下列说法错误的是（　　）
A．只要有化学键断裂的变化一定是化学变化
B．并不是所有化学反应的速率都与压强有关
C．可逆反应达到平衡后，正、逆反应速率相等但不为零
D．装有NO2和N2O4混合气的密闭烧瓶加热后，颜色变深，说明该化学平衡发生了移动
9．影响化学反应速率的因素很多，某学校化学小组用实验的方法进行探究．他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸（0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L），设计实验方案来探究影响化学反应速率的因素．甲同学的实验报告如下表：
实验步骤现象结论
①分别取等体积2mol/L的硫酸于试管中
②		Mg产生气泡速率快于Fe，Cu无明显变化金属性质越活泼，反应速率越快
（1）甲同学表中实验步骤②为分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg．
（2）甲同学的实验目的是探究探究反应物本身的性质对反应速率的影响．
乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图所示装置进行定量实验．
（3）乙同学在实验中应该测定的数据是测定同一金属与浓度不同但体积相同的硫酸产生一定体积的气体所需要的时间于（或在一定时间内产生气体的体积）．
（4）乙同学完成实验应选用的实验药品是Mg（或Fe）和 0.5mol/L、2mol/L的硫酸．
16．现有硫酸和硝酸的浓度分别为2mol/L和1mol/L的混合液，取混合液20mL加入足量铁粉，若硝酸的还原产物为NO，则生成一氧化氮和氢气在标准状况下的体积各为多少升？消耗的铁粉的质量为多少？
6．下列有关判断正确的是（　　）
A．反应C（s）+CO2（g）═2CO（g）的△H＞0，△S＜0
B．反应H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）的△H＜0，△S＜0
C．反应NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s） 在低温下能自发进行，则该反应△H＞0
D．反应CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g） 室温下不能自发进行，则该反应△H＜0
13．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
族
周期		IAⅡAⅢAIVAVAVIAVⅡA0
2①②
3③④⑤⑥⑦⑧⑨
4⑩（11）（12）
（1）写出下列元素符号：①N，⑥Si，⑦S．
（2）在①-（12）元素中，金属性最强的元素是K，非金属性最强的元素是F，最不活泼的元素是Ar．（均填元素符号）
（3）元素⑦与元素⑧相比，非金属性较强的是Cl（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是BD．
A．常温下⑦的单质和⑧的单质状态不同   
B．⑧的氢化物比⑦的氢化物稳定
C．一定条件下⑦和⑧的单质都能与氢氧化钠溶液反应
D．⑧的最高价氧化物的水化物的酸性比⑦的最高价氧化物的水化物的酸性强．
10．下列说法中，错误的是（　　）
A．任何化学反应都伴随物质变化和能量变化
B．元素的气态氢化物的水溶液酸性越强，该元素的非金属性就越强
C．有些放热反应也需要加热才能发生
D．构成宏观物质的微观粒子之间的相互作用有多种形式，如离子键、共价键等
11．A是一种无色透明的晶体，进行如下实验：
①取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色．
②取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红．
③取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成．
④过滤除去③中的B后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸．
⑤取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D．
⑥取少量B滴加盐酸，得无色溶液E．
⑦将47.4gA晶体在120℃下加热脱水，剩余物的质量为25.8g．
根据上述实验现象和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式．
A：KAl（SO4）2•12H2O，B：Al（OH）3，C：BaSO4，D：NaAlO2，E：AlCl3．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网