题目

题型：不详难度：来源：

(每空3分共计10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。

已知溶液pH=3.7时，Fe³⁺已经沉淀完全；一水合氨电离常数K_b=1.8×10^－5，其饱和溶液中c(OH^－)约为1×10^-3mol·L^-1。请回答：
（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是　　　　　　　　　　　　　　（填以下字母编号）

A．氢氧化钠

B．氧化铝

C．氨水

D．水

（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是　　　　　　；（任写一点）
（4）H中溶质的化学式：　　　　　　　　　　　　；
（5）计算溶液F中c(Mg²⁺)＝　　　　　　　　（25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10^-12）

答案

（1）SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O （2）A
（3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等 （4）NaHCO₃ （5）5.6× 10^–10 mol/L

解析

（1）硫酸渣中只有二氧化硅和盐酸不反应，所以A是二氧化硅，和氢氧化钠溶液反应的方程式是SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O。
（2）试剂①的作用是中和溶液中的氢离子，生成氢氧化物沉淀。由于氨水中pH最大只能是11，所以应该选择氢氧化钠，答案选A。
（3）根据流程图可知，固体C是氢氧化铁，E是氢氧化镁，所以如果氢氧化钠不足，则镁离子沉淀不完全，且氢氧化铝溶解也不完全。
（4）溶液F是氢氧化钠和偏铝酸钠的混合物，所以通入足量的CO₂是生成沉淀氢氧化铝，而溶液中的溶质则是碳酸氢钠。
（5）溶液中OH^－浓度是0.1mol/L，所以根据溶度积常数可知，溶液中c(Mg²⁺)＝5.6×10^-12÷0.1²＝5.6× 10^–10 mol/L。