Question

【題目】已知常溫下，幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
某礦渣所含各物質的質量分數如表所示：

成分	SiO2	MgO	Fe2O3	Al2O3	CuO
質量分數（%）	？	4.0	32	10.2	16

已知常溫下，幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：

	Cu（OH）2	Mg（OH）2	Fe（OH）3	Al（OH）3
開始沉淀的pH	4.8	9.3	2.7	3.8
完全沉淀的pH	6.4	10.8	3.7	4.7

某課題組擬以上述礦渣為原料制備金屬鎂、鋁、銅、鐵，其部分工藝流程如圖：

請回答下列問題：
（1）沉淀Ⅰ的主要用途是（列一種即可），步驟Ⅳ中調節pH范圍為 ．
（2）由濾液Ⅱ經幾步反應可得到需要制備的一種金屬的氧化物，濾液Ⅱ中需要通入氣體的化學式 ， 反應的化學方程式為 ．
（3）寫出由濾液Ⅰ得到濾液Ⅱ的離子方程式 ．
（4）濾液Ⅳ中含有的金屬陽離子是 ．
（5）工業上，冶煉鋁、鐵、銅、鎂的方法依次是（填代號）．
A．電解法、熱還原法、分解法、分解法 B．電解法、熱還原法、熱還原法、電解法
C．熱還原法、分解法、電解法、電解法 D．熱還原法、熱還原法、熱還原法、電解法
在工業生產中，冶煉這些金屬時選擇的相應物質的化學式依次是、、、

Answer 1

【答案】
（1）制光導纖維；大于3.7小于4.8
（2）CO2；NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O
（3）Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O
（4）Mg2+、Cu2+
（5）B；Al2O3；Fe2O3；CuO；MgCl2
【解析】解：礦渣加入足量鹽酸，SiO2不溶，過濾得到沉淀Ⅰ為SiO2 ， 濾液中含有MgCl2、AlCl3、FeCl3、CuCl2 ， 加過量的NaOH后Al3+轉化為NaAlO2 ， MgCl2、FeCl3、CuCl2反應生成Mg（OH）2沉淀、Fe（OH）3沉淀、Cu（OH）2沉淀，過濾得到濾液Ⅱ為NaAlO2溶液，沉淀Ⅱ為Mg（OH）2沉淀、Fe（OH）3沉淀、Cu（OH）2沉淀，加鹽酸反應生成MgCl2、FeCl3、CuCl2 ， 加入Cu（OH）2控制pH值大于3.7小于4.8，使三價鐵離子轉化為Fe（OH）3沉淀，（1）沉淀Ⅰ是二氧化硅，二氧化硅是制造光導纖維的主要材料；步驟Ⅳ中調節pH使鐵離子生成沉淀而銅離子、鎂離子不生成沉淀，根據表中數據知，要使三價鐵離子沉淀，銅離子、鎂離子不沉淀，則需滿足pH值大于3.7小于4.8；所以答案是：制光導纖維；大于3.7小于4.8；（2）偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳可生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水，反應方程式：NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O；
所以答案是：CO2；NaAlO2+CO2+H2O═NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3 Al2O3+3H2O；（3）氯化鋁與足量氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水、氯化鈉，離子方程式：Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；
所以答案是：Al3++4OH﹣═AlO2﹣+2H2O；（4）濾液Ⅲ中含有鎂離子、銅離子、三價鐵離子，加入氫氧化銅調節pH值大于3.7小于6.4，則三價鐵離子全部轉化為氫氧化鐵沉淀，所以濾液Ⅳ中含有離子為：Mg2+、Cu2+；
所以答案是：Mg2+、Cu2+；（5）較活潑金屬采用電解法、Fe和Cu采用熱氧化還原反應法冶煉，電解時電解熔融氯化物或氧化物，熱氧化還原法冶煉金屬用金屬氧化物，Mg、Al為較活潑金屬，采用電解法冶煉，Fe、Cu采用熱氧化還原法冶煉，電解熔融 Al2O3冶煉Al、電解熔融MgCl2冶煉Mg、熱氧化還原Fe2O3冶煉Fe、熱氧化還原CuO冶煉Cu，
所以答案是：B； Al2O3；Fe2O3；CuO；MgCl2 ．