Question

【題目】從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種流程如下：

請回答下列問題：

（1）給濾液E中通入過量的NH3，其反應的離子方程式是____________________。

（2）流程Ⅱ中加入燒堿溶液后，生成SiO的離子方程式是__________________。

（3）驗證濾液A中含Fe3＋，可取少量濾液并加入______________(填寫試劑名稱)。

（4）濾液C中溶質的主要成分是___________(填化學式)。

（5）濾液F中離子電荷守恒的關系式為___________________________。

（6）濾液C和濾液F共同的溶質為G，用惰性電極電解500mL 0.1 mol·L－1的G溶液，若陽極得56 mL氣體(標準狀況)，則所得溶液在常溫下pH為_____________(忽略電解前后溶液體積的變化)。

（7）已知25 ℃時Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝1.8×10-11。取適量的濾液A，加入一定量的燒堿溶液至達到沉淀溶解平衡，測得該溶液的pH＝13.00，則25℃時殘留在溶液中的c(Mg2＋)＝________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】Al2O3+6H+===2Al3++3H2O，Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ SiO2+2OH-===SiO32-+H2O 硫氰化鉀（或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案） NaCl、NaHCO3 c(NH4+)+ c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(Cl-) 12 1.8×10-9

【解析】

Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中，Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應，生成NaAlO2和Na2SiO3在D溶液中，過濾殘渣D是不與NaOH溶液反應的MgO、Fe2O3；NaAlO2和Na2SiO3的溶液，加入鹽酸，溶液E中有AlCl3、NaCl和HCl溶質，濾去的固體E是H2SiO3；溶液E中通入NH3，固體F是Al(OH)3,灼燒后為氧化鋁，溶液F含NaCl和NH4Cl。

鋁土礦中除SiO2不與鹽酸反應外，Al2O3、Fe2O3、MgO均與鹽酸反應，故A溶液中有AlCl3、FeCl3、MgCl2和HCl；在加入過量燒堿，生成沉淀B是Fe(OH)3和Mg(OH)2，溶液B中有NaAlO2和NaOH；溶液B中通入過量CO2，溶液C是NaCl和NaHCO3兩種溶質，產生C沉淀是Al(OH)3；Al(OH)3灼燒生成Al2O3，據以上分析解答。

Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中，Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應，生成NaAlO2和Na2SiO3在D溶液中，過濾殘渣D是不與NaOH溶液反應的MgO、Fe2O3；NaAlO2和Na2SiO3的溶液，加入鹽酸，溶液E中有AlCl3、NaCl和HCl溶質，濾去的固體E是H2SiO3；溶液E中通入NH3，固體F是Al(OH)3,溶液F含NaCl和NH4Cl；

鋁土礦中除SiO2不與鹽酸反應外，Al2O3、Fe2O3、MgO均與鹽酸反應，故A溶液中有AlCl3、FeCl3、MgCl2和HCl；在加入過量燒堿，生成沉淀B是Fe(OH)3和Mg(OH)2，溶液B中有NaAlO2和NaOH；溶液B中通入過量CO2，溶液C是NaCl和NaHCO3兩種溶質，產生C沉淀是Al(OH)3；Al(OH)3灼燒生成Al2O3；

（1）給濾液E中通入過量的NH3，其反應的離子方程式是Al2O3+6H+===2Al3++3H2O，Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+；

（2）流程Ⅱ中加入燒堿溶液后，生成SiO的離子方程式是SiO2+2OH-===SiO32-+H2O；

（3）驗證濾液A中含Fe3＋，可取少量濾液并加入硫氰化鉀或硫氰酸鉀或苯酚溶液等；

（4）濾液C中溶質的主要成分是NaCl、NaHCO3；

（5）濾液F(NaCl和NH4Cl)中離子電荷守恒的關系式為c(NH4+)+ c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(Cl-)；

（6）濾液C和濾液F共同的溶質為NaCl，用惰性電極電解500mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液，陽極得56 mL氣體Cl2(標準狀況)；2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，n(NaOH)=2n(Cl2)= =0.005mol，溶液中故c(NaOH)=0.01mol/L，pOH=2，pH=12；

（7） pH=13.00時，c(OH-)=0.1 mol·L-1，Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)=1.8×10-11，可得c(Mg2+)=1.8×10-9mol·L-1。