Question

【題目】某硫酸工業廢渣的主要成分為SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等。回收廢渣中金屬元素的工藝流程如下：

已知常溫條件下：

①陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和恰好完全沉淀(陽離子濃度等于10-5mol·L-1 )時的pH 如下表所

示。

陽離子	Fe3+	Al3+	Mg2+
開始沉淀時的pH	1.9	3.7	9.6
恰好完全沉淀時的pH	3.2	5.2	11.0

②飽和氨水溶液中c(OH-)約為1×10-3mol·L-1。

請回答下列問題：

（1）固體C為_________(填化學式)。

（2）上述流程中兩次使用試劑X，試劑X是_________(填“氨水”或“氫氧化鈉”)，其理由是_________________。

（3）溶液D→固體E的過程中需要控制溶液pH=13，如果pH過小，可能導致的后果是________________。

（4）寫出溶液F→溶液H 的離子方程式：__________________。

（5）Ksp[Mg (OH )2]=_____________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 氫氧化鈉 經過計算飽和氨水的pH=11，使用氨水不能將溶液調至pH=13，所以選擇氫氧化鈉調節溶液酸醎性 鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- l0-11

【解析】廢渣中加入過量的鹽酸，氧化鎂溶解生成鎂離子，氧化鋁溶解生成鋁離子，氧化鐵溶解生成鐵離子，二氧化硅不溶解，所以固體A為二氧化硅，溶液B中加入試劑X，調pH=3.7生成固體C為氫氧化鐵，溶液D加入試劑X，調pH=13，則產生的沉淀為氫氧化鎂，說明此時鋁離子應以偏鋁酸根離子存在，在試劑X為強堿，溶液F含有偏鋁酸根，通入過量的二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀，溶液H含有碳酸氫根離子。

(1).根據以上分析，固體C為氫氧化鐵，故答案為： Fe(OH)3 ； (2)根據以上分析，且經過計算，飽和氨水溶液的pH為11，不能將溶液調成13，試劑X為氫氧化鈉，。故答案為： 氫氧化鈉； (3).根據鋁離子和鎂離子的完全沉淀時的pH數值分析，如果pH過小，鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全，故答案為：鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全； (4) 溶液F→溶液H為偏鋁酸根離子與二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫根離子的過程，離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-； (5) 鎂離子完全沉淀時的pH為11，則氫氧根離子濃度為10-3mol/L，氫氧化鎂的溶度積常數=10-5×（10-3）2=l0-11，故答案為：l0-11。