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3.7I．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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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12．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
I．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：Mg（OH）₂．试剂①是A
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C
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：NaCl、NaHCO₃
（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灼烧．
方案二：

（5）此方案制得的氧化铝含有的主要杂质是：二氧化硅
（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：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

分析 I．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，H为NaCl 和 NaHCO₃溶液，据此分析；
（1）固体E是氢氧化镁；试剂①是强碱溶液；
（2）根据pH值精确到小数点后一位；
（3）溶液H的溶质含有NaCl 和 NaHCO₃；
（4）根据难溶性碱加热分解；
方案二：根据硫酸渣的成分为SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO，当向硫酸渣中加过量氢氧化钠时，Fe₂O₃、MgO和氢氧化钠不反应，所以固体甲是Fe₂O₃、MgO，SiO₂、Al₂O₃和氢氧化钠反应，所以溶液M的溶质是硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠（过量）；向溶液M中通入过量二氧化碳气体，硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠都与二氧化碳反应，所以固体乙是硅酸、氢氧化铝，进行加热得到二氧化硅和氧化铝．
（5）根据硅酸、氢氧化铝，进行加热得到二氧化硅和氧化铝分析；
（6）向溶液M中通入过量二氧化碳气体，硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠都与二氧化碳反应，据此书写离子方程式．

解答解：（1）根据以上分析，固体E是氢氧化镁，试剂①是强碱溶液，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，所以溶液H的溶质含有NaCl 和 NaHCO₃，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）根据以上分析，固体乙是硅酸、氢氧化铝，进行加热得到二氧化硅和氧化铝，所以此方案制得的氧化铝含有的主要杂质是二氧化硅，故答案为：二氧化硅；
（6）向溶液M中通入过量二氧化碳气体，硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠都与二氧化碳反应，由溶液M→固体乙这个过程中，硅酸钠和过量二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-，偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．

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．

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