Question

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：约40%，Al₂O₃：约10%，MgO：约5%。目前我国已经在技术上取得突破――用硫酸渣炼铁。Fe³⁺开始沉淀为氢氧化物的pH=1，沉淀完全时的pH为3.7。某学生探究性学习小组的同学设计了不同的方案，用化学基本知识进行金属元素的提取实验。

方案一：

请回答：

（1）写出固体E的化学式：__________________。试剂①是_______

A．氢氧化钠    B．氧化铝      C．氨水    D．水

（2）若要准确测定溶液的pH是否达到3.7，下列物品中可供使用的是_________

A．石蕊试液          B．广泛pH试纸         C．pH计

（3）溶液H中溶质的化学式：__________________

（4）要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定的氧化物，需进行的实验操作为         。

方案二：

（5）此方案制得的氧化铝含有的主要杂质是：_______________

（6）写出由溶液M固体乙这个过程中，主要化学反应的离子方程式：

_____________________；___________________

Answer

（1）Mg(OH)2 ；A；

（2）C；

（3）NaCl、NaHCO3 ；

（4）灼烧(或加热) ；

（5）二氧化硅；

（6） AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－、SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－

【解析】

试题分析：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E是氢氧化镁，试剂①是强碱溶液，故选A；故答案为：Mg(OH)2；A；

（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，故选：C；

（3）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和碳酸氢钠，故答案为：NaCl、NaHCO3；

（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：灼烧；

（5）产品不纯，最后产物中含有大量的二氧化硅，故答案为：二氧化硅；

（6）溶液主要含有硅酸钠和偏铝酸钠，硅酸钠和二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，方程式为：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3，偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－，故答案为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO32-；AlO2- ＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3 + HCO3－。

考点：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的相关知识。