Question

【題目】硫酸鋇（BaSO4）在醫療上用作胃腸道造影劑，也可以用做白色顏料，用于制造鋇鹽等。工業上利用重晶石礦石（主要含有BaSO4，還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeS2、Na2O、K2O等雜質）制備硫酸鋇以及分離某些金屬的流程圖如下。

（1）煅燒過程中產生的污染性氣體主要是___________________________ 。

（2）檢驗第一次水洗液中有K+存在的實驗現象是_____________________________。

（3）①反應生成沉淀的化學式____________，②反應的離子方程式為___________。

（4）該流程制得的Al可用于生產鋁合金。某鎂鋁合金10.2g溶于500mL 4 mol·L－1的鹽酸中，若加入2 mol·L－1氫氧化鈉溶液，要使沉淀得到最大量，則需加入此NaOH溶液的體積為_____________________mL。

Answer 1

【答案】 SO2 焰色反應，透過藍色鈷玻璃觀察到火焰呈紫色 Fe (OH)3 AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3－ 1000

【解析】(1)FeS2燃燒生成二氧化硫，煅燒過程中產生的污染性氣體主要是SO2，故答案為：SO2；

(2)檢驗K+的實驗方法是：焰色反應中透過藍色鈷玻璃觀察到火焰呈紫色，故答案為：焰色反應中透過藍色鈷玻璃觀察到火焰呈紫色；

(3)重晶石礦石(主要含有BaSO4，還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeS2、Na2O、K2O等雜質)在空氣中煅燒后水洗，再酸洗，濾液中含有鋁離子、鐵離子、鈉離子、鉀離子等，反應①中加入過量的氫氧化鈉可以將鐵離子和鋁離子分開，其中三價鐵離子和堿液生成Fe (OH)3，鋁離子變成偏鋁酸根離子，因此反應①生成的沉淀為氫氧化鐵；反應②中偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳能夠反應生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-，故答案為：Fe (OH)3；AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；

(4)要使產生的沉淀的質量最大，則沉淀為氫氧化鎂與氫氧化鋁，此時溶液為氯化鈉溶液，根據鈉離子與氯離子守恒可知：n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.5L×4mol/L=2mol，所以需氫氧化鈉溶液的體積為=1L=1000mL，故答案為：1000。