(2014•眉山模拟)硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2约45%,Fe2O3,Al约10%

(2014•眉山模拟)硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2约45%,Fe2O3,Al约10%,MgO约5%.日前我国已经在技术上取得突破-从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用.其流程和相关数据如下:

查资料得知:
物质名称 溶度积(Ksp) PH值
开始沉淀 完全沉淀
Mg(OH)2 5.6×10-12 9.3 10.8
Fe(OH)3 2.8×10-16 2.7 3.7
Al(OH)3 1.3×10-33 3.7 4.7
请回答下列问题:
(1)写出固体A的化学式为______.
(2)若要测定溶液的pH是否达到0.7,下列实验用品中可选用的是______.
A.石蕊试液 B.广泛pH试纸 C.精密pH试纸 D.pH计
(3)完成下列离子反应方程式①溶液D生成固体E______;②溶液F生成固体G______.
(4)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定氧化物,需进行的实验操作为______.
(5)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液H中c(Mg2+)=______.
生活1202 1年前 已收到1个回答 举报

tviu 幼苗

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解题思路:根据硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,二氧化硅和盐酸不反应,所以固体A是二氧化硅,氧化铁、氧化铝、氧化镁和盐酸反应,所以溶液B的溶质是氯化镁、氯化铁、氯化铝、盐酸(过量);向溶液B中加试剂①并调节溶液的pH值为3.7,结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知,试剂①是能和氯化铁反应生成沉淀的物质且和铝离子反应没有沉淀生成,所以试剂①只能是强碱溶液,固体C是氢氧化铁;向溶液D中加入试剂①并调节溶液的pH值为13,溶液呈强碱性溶液,铝元素在溶液中以偏铝酸根离子存在,镁离子和氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀,所以固体E是氢氧化镁;溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,向F溶液中通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以G是氢氧化铝,
(1)固体A是二氧化硅;
(2)根据pH值精确到小数点后一位;
(3)根据反应物和生成物书写;
(4)根据难溶性碱加热分解;
(5)根据氢氧化镁Ksp=5.6×10-12来计算.

根据硫酸渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,当向硫酸渣中加过量盐酸时,二氧化硅和盐酸不反应,所以固体A是二氧化硅,氧化铁、氧化铝、氧化镁和盐酸反应,所以溶液B的溶质是氯化镁、氯化铁、氯化铝、盐酸(过量);向溶液B中加试剂①并调节溶液的pH值为3.7,结合题意溶液pH=3.7时Fe3+已经沉淀完全知,试剂①是能和氯化铁反应生成沉淀的物质且和铝离子反应没有沉淀生成,所以试剂①只能是强碱溶液,固体C是氢氧化铁;向溶液D中加入试剂①并调节溶液的pH值为13,溶液呈强碱性溶液,铝元素在溶液中以偏铝酸根离子存在,镁离子和氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀,所以固体E是氢氧化镁;溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠,向F溶液中通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以G是氢氧化铝,
(1)固体A是二氧化硅,故答案为:SiO2
(2)因PH值精确到小数点后一位,而石蕊试液测得的PH值在一个范围内,广泛pH试纸测得的PH值是一个整数,精密pH试纸、pH计均可准确到小数点后一位,
故答案为:CD;
(3)溶液D生成固体E固体、溶液F生成固体G氢氧化铝的离子方程式分别为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
故答案为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(4)固体C是氢氧化铁,固体E是氢氧化镁,固体G是氢氧化铝,加热均可分解得到对应的氧化物,故答案为:加热或高温灼烧;
(5)因溶液的PH值为13,c(OH-)=10-1mol•L-1,Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=c(Mg2+)×10-2=5.6×10-12,所以c(Mg2+)=5.6×10-10 mol•L-1
故答案为:5.6×10-10 mol•L-1

点评:
本题考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

考点点评: 本题考查了物质的分离、提纯的方法选择及应用,实验方案设计和评价,题目难度较大,明确各物质的性质是解本题的关键,本题注意关系式法的利用.

1年前

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