Question

硫酸工业中废渣的成分为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：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
pH	3．4	5．2	12.4

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与氢氟酸反应的化学方程式：                 。

（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是     （填以下字母编号）

A．水    B．氧化铝    C．氨水    D．氢氧化钠

（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2点）

（4）写出F→H的反应离子方程式：             。

（5）证明H溶液的主要阴离子（Cl^－除外）的方法是                        。

Answer

（1） SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O （3分） （2）D （2分）

（3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全 （各2分，共4分，合理即给分）

（4）AlO2－ + CO2 + 2H2O＝Al(OH)3↓+ HCO3－ （3分）

（5）取1-2 mL H溶液，加入过量BaCl2（CaCl2）溶液，没有沉淀产生（2分，试剂用量不恰当，扣1分）；再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，（或再滴加入盐酸，有无色无味气体产生），证明含有HCO3－（1分）。

【解析】

试题分析：（1）硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，硫酸渣中只有二氧化硅和盐酸不反应，所以A是二氧化硅，二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O。

（2）试剂X的作用是中和溶液中的氢离子，生成氢氧化物沉淀，由于氨水中一水合氨为弱碱，其碱性无法溶解氢氧化铝，而水为中性、氧化铝无法使溶液pH＝13，所以试剂X为氢氧化钠，答案选D。

（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，反应的离子方程式为AlO2－ + CO2 + 2H2O＝Al(OH)3↓+ HCO3－。

（5）溶液H中含有的阴离子除了Cl-、OH-外，还含有碳酸氢根离子，检验碳酸氢根离子的方法为：取1～2 mL H溶液，加入过量BaCl2（CaCl2）溶液，没有沉淀产生，再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，（或再滴加入盐酸，有无色无味气体产生），证明含有HCO3-。

考点：考查物质的分离与提纯、常见离子的检验等流程图分析判断