题目

题型：不详难度：来源：

（10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为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：①Fe³⁺、Al³⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2和12.4；Al(OH)₃完全溶解的pH为11.8。②常温下，饱和氨水的pH约为11。
请回答：（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：                                。
（2）上述流程中试剂②应该是           （填以下字母编号）。

A．氢氧化钠

B．氧化铝

C．氨水

D．水

（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
                                                                    。
（4）计算溶液F中c(Mg²⁺)＝             （ 25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10^-12）。
（5）工业生产中将固体C灼烧后的产物与KNO₃、KOH固体加热共熔制备净水剂K₂FeO₄，同时获得一种亚硝酸盐，请写出制得K₂FeO₄的化学方程式：                                    。

答案

（共10分，每空2分）
（1）SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O （反应物、产物写错0分；没配平，扣1分）
（2）A（多选0分）
（3）镁离子沉淀不完全及氢氧化铝溶解不完全（1个点1分）
（4）5.6× 10^–10 mol/L（单位1分）
（5）Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O（物质写错0分；没配平、没条件扣1分）

解析

试题分析：（1）混合物中和盐酸不反应的是二氧化硅，即固体A是二氧化硅。二氧化硅是酸性氧化物，则二氧化硅和氢氧化钠溶液反应的化学方程式是SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O。
（2）溶液B中含有铁离子、铝离子和镁离子，所以根据氢氧化物沉淀时的pH可知，如果控制pH＝3.7，析出的沉淀是氢氧化铁，即固体C是氢氧化铁。溶液B中含有铝离子和镁离子，则氢氧化物沉淀时的pH和氢氧化铝溶解时的pH可知，E时氢氧化镁，F是偏铝酸盐，所以试剂②是氢氧化钠，答案选A。
（3）如果pH过小，则会导致镁离子沉淀不完全及氢氧化铝溶解不完全，所以应该可知pH＝13。
（4）由于溶液中OH^－的浓度是0.1mol/L，所以根据氢氧化镁的溶度积常数可知，溶液中镁离子的浓度是。
（5）氢氧化铁分解生成氧化铁，所以根据原子守恒可知，制备高铁酸钾的化学方程式是Fe₂O₃+3KNO₃+4KOH2K₂FeO₄+3KNO₂+2H₂O。
点评：该题是高考中的常见题型，试题难度较大，对学生的要求高。本题关键是明确反应的原理，理解所给的信息，然后灵活运用即可。该题有利于学生的逻辑思维能力和灵活应变能力，有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。该题综合性强，学生不易得分。