Question

【題目】硫酸工業中廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。 某探究性學習小組的同學設計以下實驗方案，將硫酸渣中金屬元素分別轉化為氫氧化物沉淀而分離開來。

已知常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

（1）工業上用固體A作原料制取水玻璃的化學方程式為_________。

（2）固體E的化學式為_________。

（3）實驗室用11.9mol/L的濃鹽酸配制250mL3.0mol/L的稀鹽酸，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要_______。

（4）上述流程中的試劑Y最好選用下列中的_______（選填字母編號）。

A．水 B．硫酸 C．氨水 D．氫氧化鈉

（5）寫出反應F→H的離子方程式_________。

Answer 1

【答案】SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O Mg（OH）2 250ml容量瓶 D AlO2-+CO2+2H2O==Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】

硫酸工業中廢渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，當向硫酸渣中加入過量的鹽酸時，二氧化硅和鹽酸不反應，所以A是二氧化硅，Fe2O3、Al2O3、MgO和鹽酸反應，所以溶液B的溶質為氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸；向溶液B中加入試劑X并調節溶液的pH值為3.5，結合題意溶液pH=3.5時Fe3+已經沉淀完全知，試劑X是能和氯化鐵反應生成沉淀的物質且和鋁離子反應沒有沉淀生成，所以試劑X只能是強堿溶液，固體C是氫氧化鐵，向溶液D中加入試劑X并調節溶液的pH值為13，溶液成強堿性溶液，鋁元素在溶液中以偏鋁酸根離子存在，鎂離子和氫氧根離子結合生成氫氧化鎂沉淀，所以固體E為氫氧化鎂，溶液F的溶質含有偏鋁酸鈉和氯化鈉，向F溶液中通入二氧化碳氣體，偏鋁酸鈉與二氧化碳反應沉淀氫氧化鋁沉淀，所以G為氫氧化鋁，據此答題。

（1）由分析可知：固體A為二氧化硅，二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，反應方程式為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，故答案為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

（2）由分析可知：固體E為Mg（OH）2，故答案為：Mg（OH）2。

（3）實驗室用11.9mol/L的濃鹽酸配制250mL3.0mol/L的稀鹽酸，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和量筒外，還需要250mL容量瓶和膠頭滴管；故答案為：250mL容量瓶。

（4）陽離子Mg2+以氫氧化物形式沉淀所需試劑，根據題給信息和流程可知應該先用氫氧化鈉溶液將Mg2+轉化成氫氧化鎂沉淀析出同時將Al3+轉化成AlO2-溶液；故答案為：D。

（5）F→H的反應是AlO2-與CO2反應，過量CO2反應的產物為碳酸氫鹽，反應的離子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；故答案為：AlO2-+CO2+2H2O==Al（OH）3↓+HCO3-。