Question

【題目】某硫酸工業(yè)廢渣的主要成分為SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等。回收廢渣中金屬元素的工藝流程如下：

已知常溫條件下：

①陽(yáng)離子以氫氧化物形式開(kāi)始沉淀和恰好完全沉淀(陽(yáng)離子濃度等于10-5mol·L-1 )時(shí)的pH 如下表所

示。

陽(yáng)離子	Fe3+	Al3+	Mg2+
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	1.9	3.7	9.6
恰好完全沉淀時(shí)的pH	3.2	5.2	11.0

②飽和氨水溶液中c(OH-)約為1×10-3mol·L-1。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）固體C為_________(填化學(xué)式)。

（2）上述流程中兩次使用試劑X，試劑X是_________(填“氨水”或“氫氧化鈉”)，其理由是_________________。

（3）溶液D→固體E的過(guò)程中需要控制溶液pH=13，如果pH過(guò)小，可能導(dǎo)致的后果是________________。

（4）寫出溶液F→溶液H 的離子方程式：__________________。

（5）Ksp[Mg (OH )2]=_____________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 氫氧化鈉 經(jīng)過(guò)計(jì)算飽和氨水的pH=11，使用氨水不能將溶液調(diào)至pH=13，所以選擇氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液酸醎性 鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- l0-11

【解析】廢渣中加入過(guò)量的鹽酸，氧化鎂溶解生成鎂離子，氧化鋁溶解生成鋁離子，氧化鐵溶解生成鐵離子，二氧化硅不溶解，所以固體A為二氧化硅，溶液B中加入試劑X，調(diào)pH=3.7生成固體C為氫氧化鐵，溶液D加入試劑X，調(diào)pH=13，則產(chǎn)生的沉淀為氫氧化鎂，說(shuō)明此時(shí)鋁離子應(yīng)以偏鋁酸根離子存在，在試劑X為強(qiáng)堿，溶液F含有偏鋁酸根，通入過(guò)量的二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀，溶液H含有碳酸氫根離子。

(1).根據(jù)以上分析，固體C為氫氧化鐵，故答案為： Fe(OH)3 ； (2)根據(jù)以上分析，且經(jīng)過(guò)計(jì)算，飽和氨水溶液的pH為11，不能將溶液調(diào)成13，試劑X為氫氧化鈉，。故答案為： 氫氧化鈉；經(jīng)過(guò)計(jì)算飽和氨水的pH=11，使用氨水不能將溶液調(diào)至pH=13，所以選擇氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液酸醎性；(3).根據(jù)鋁離子和鎂離子的完全沉淀時(shí)的pH數(shù)值分析，如果pH過(guò)小，鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全，故答案為：鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全； (4) 溶液F→溶液H為偏鋁酸根離子與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫根離子的過(guò)程，離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-； (5) 鎂離子完全沉淀時(shí)的pH為11，則氫氧根離子濃度為10-3mol/L，氫氧化鎂的溶度積常數(shù)=10-5×（10-3）2=l0-11，故答案為：l0-11。