Question

【題目】2014年7月31日中國經濟網：河北省開展“環保亮劍”專項整治行動，強化“三廢”治理．某工廠廢渣的主要成分為SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等成分，回收廢渣中的金屬元素的工藝流程如圖所示：

己知：常溫下，飽和氨水的pH約為11，金屬離子沉淀所需pH數據如表所示：

離子	以氫氧化物形式完全沉淀時所需pH	氫氧化物沉淀完全溶解時所需pH
Fe3+	3.2
A13+	5.3	11.9
Mg2+	12.3

（1）試劑①為 ， 試劑②為；
A．AgNO3 B．NaOH C．NH3H2O D．H2SO4
（2）固體C的化學式是 ， 溶液F中金屬元素的存在形式為；
（3）寫出固體A與試劑②反應的化學方程式：；F中通入過量CO2所發生的離子方程式為；
（4）加入試劑②，實現溶液D到溶液F的轉化，則調節溶液的pH為 ．
A.6
B.10
C.12
D.13
（5）25℃時，按（4）調節pH后測得溶液F中c（Mg2+）=5.6×10﹣10mol/L，則氫氧化鎂的Ksp=；
（6）最后一步反應中涉及到兩種鹽，其中酸式鹽的溶液中各離子濃度由大到小的順序為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C；B
（2）Fe（OH）3；AlO2﹣、Na+
（3）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣
（4）D
（5）5.6×10﹣12
（6）c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣）
【解析】廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，當加過量鹽酸時，SiO2和鹽酸不反應，所以固體A是SiO2 ， Fe2O3、Al2O3、MgO和鹽酸反應，所以溶液B的溶質是MgCl2、FeCl3、AlCl3、鹽酸；向溶液B中加試劑①并調節溶液的pH值，結合題意溶液pH=3.2時Fe3+已經沉淀完全知，加入的物質應該呈堿性，但鋁離子和過量的NaOH反應生成偏鋁酸鹽，所以該試劑為NH3H2O；固體C是Fe（OH）3；向溶液D中加入試劑②溶液并調節溶液的pH值，溶液呈強堿性溶液，該試劑為NaOH，鋁元素在溶液中以AlO2﹣存在，Mg 2+和OH﹣生成Mg（OH）2沉淀，所以固體E是Mg（OH）2；溶液F的溶質含有NaAlO2和NaCl，向F溶液中通入過量CO2氣體，NaAlO2和和CO2反應生成Al（OH）3沉淀，所以G是Al（OH）3 ， H中含有NaCl和NaHCO3 ， （1）通過以上分析知，①是NH3H2O、②是NaOH，故選：C；B；（2）通過以上分析知，C的化學式為Fe（OH）3 ， 溶液F中金屬元素的存在形式為AlO2﹣、Na+ ， 所以答案是：Fe（OH）3；AlO2﹣、Na+；（3）A是二氧化硅，二氧化硅和試劑②NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，反應方程式為SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，偏鋁酸鈉和過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣ ，
所以答案是：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣；（4）加入試劑②，實現溶液D到溶液F的轉化，應該時鎂離子程度而鋁離子不沉淀，根據表中數據知，溶液的PH應該調節為大于12.3，故選D；（5）25℃時，按（4）調節pH后測得溶液F中c（Mg2+）=5.6×10﹣10mol/L，則氫氧化鎂的Ksp=5.6×10﹣10×（0.1）2=5.6×10﹣12 ， 所以答案是：5.6×10﹣12；（6）最后一步反應中涉及到兩種鹽為NaCl和NaHCO3 ， 其中酸式鹽為NaHCO3 ， NaHCO3中HCO3﹣水解導致溶液呈堿性但水解程度較小，HCO3﹣水解程度大于其電離程度，水還電離生成氫離子，所以所以碳酸氫鈉的溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣），
所以答案是：c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣）．