硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO.某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验.已知溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol•L-1.请回答:(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:______.(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是______(填以下字母编号)A.氢氧化钠       B.氧化铝          C.氨水        D.水(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是______;(任写一点)(4)固体E为______,写出溶液F通入过量CO2生成固体G和溶液H的化学方程式:______.(5)计算溶液F中c(Mg2+)=______(25℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12)

问题描述:

硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO.某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验.

已知溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol•L-1.请回答:
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:______.
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是______(填以下字母编号)
A.氢氧化钠       B.氧化铝          C.氨水        D.水
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是______;(任写一点)
(4)固体E为______,写出溶液F通入过量CO2生成固体G和溶液H的化学方程式:______.
(5)计算溶液F中c(Mg2+)=______(25℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12

硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,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...
答案解析:先判断各物质的组成,在根据题目要求分析该题.
硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,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中加试剂①并调节溶液的PH值为3.7,结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知,试剂①是能和氯化铁反应生成沉淀的物质且和铝离子反应没有沉淀生成,所以试剂①只能是强碱溶液,固体C是氢氧化铁;向溶液D中加入试剂①并调节溶液的PH值为13,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)根据二氧化硅和氢氧化钠的性质写出相应的化学反应方程式.
(2)能使铁离子产生沉淀,而铝离子不产生沉淀的物质只能是强碱.
(3)在强碱性条件下,铝元素以偏铝酸根离子存在,镁元素以氢氧化镁存在,据此分析.
(4)氢氧化铝的酸性比碳酸还弱,根据强酸制取弱酸知,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.
(5)根据c(Mg2+)=

Ksp
C(OH)2
计算.
考试点:常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离、提纯的基本方法选择与应用.
知识点: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.