Question

【題目】從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁兩種工藝流程如下：

注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。

請回答下列問題：

(1)驗證濾液B含Fe3+，可取少量濾液并加入__________(填試劑名稱)。

(2)濾液E、K中溶質的主要成份是________(填化學式)，寫出該溶質的一種用途____________。

(3)流程甲加入鹽酸后生成Al3+的離子方程式為________。

(4)流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為____________________________。

(5)濾液D中通過量CO2產生沉淀F的離子方程式：___________________________。

(6)已知298K時，Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝5.6×10－12，取適量的濾液B，加入一定量的燒堿至達到沉淀溶解平衡，測得pH＝13，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2+)＝________。

Answer 1

【答案】硫氰化鉀或硫氰酸鉀、苯酚溶液 NaHCO3 制純堿或作發酵粉 Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O AlO2- + CO2 +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 5.6×10－10mol·L－

【解析】

由工藝流程甲可知，鋁土礦與鹽酸反應得固體A和濾液B，則固體A為SiO2，濾液B含有氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂等，濾液中加入過量的NaOH，可推知沉淀C為氫氧化鐵、氫氧化鎂，濾液D含有偏鋁酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉，所以向濾液D中通入過量二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，沉淀F為Al（OH）3，濾液E中含有NaCl、NaHCO3；根據工藝流程乙可知，鋁土礦中的Al2O3、SiO2能和氫氧化鈉反應，可知固體X為Fe2O3、MgO等，濾液Y為硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾液中通入過量二氧化碳，沉淀Z為Al（OH）3、硅酸，濾液K中含有NaHCO3，據此分析。

（1）要檢驗濾液B中含有Fe3+，方法很多，如可加入硫氰化鉀溶液，溶液變為血紅色；加入苯酚溶液，與苯酚發生顯色反應，溶液為紫色；與堿溶液反應生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，都能證明濾液B中含有Fe3+，故答案為：硫氰化鉀或硫氰酸鉀、苯酚溶液。

（2）由分析可知濾液E、K中溶質的主要成份是NaHCO3，NaHCO3的用途很多，如治療胃酸過多、發酵劑、滅火劑等，故答案為：NaHCO3，制純堿或作發酵粉。

（3）流程甲加入鹽酸后生成Al3+的物質是鋁土礦中的氧化鋁，反應的離子方程式為：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，故答案為：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。

（4）流程乙加入燒堿后，與氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉，與二氧化硅生成硅酸鈉，生成SiO32-的離子方程式為SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O，故答案為：SiO2＋2OH-=SiO32-＋H2O。

（5）濾液D中的溶質為NaCl、NaAlO2、NaOH，向溶液中通入過量CO2，發生的反應為NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3、NaOH+CO2=NaHCO3，產生沉淀F的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

（6）pH=13時，c(OH-)=0.1mol·L-1，Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.6×10-12，可得c(Mg2+)=5.6×10-10mol·L-1，故答案為：5.6×10－10mol·L－1。