Question

【题目】2014年7月31日中国经济网：河北省开展“环保亮剑”专项整治行动，强化“三废”治理．某工厂废渣的主要成分为SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等成分，回收废渣中的金属元素的工艺流程如图所示：

己知：常温下，饱和氨水的pH约为11，金属离子沉淀所需pH数据如表所示：

离子	以氢氧化物形式完全沉淀时所需pH	氢氧化物沉淀完全溶解时所需pH
Fe3+	3.2
A13+	5.3	11.9
Mg2+	12.3

（1）试剂①为 ， 试剂②为；
A．AgNO3 B．NaOH C．NH3H2O D．H2SO4
（2）固体C的化学式是 ， 溶液F中金属元素的存在形式为；
（3）写出固体A与试剂②反应的化学方程式：；F中通入过量CO2所发生的离子方程式为；
（4）加入试剂②，实现溶液D到溶液F的转化，则调节溶液的pH为 ．
A.6
B.10
C.12
D.13
（5）25℃时，按（4）调节pH后测得溶液F中c（Mg2+）=5.6×10﹣10mol/L，则氢氧化镁的Ksp=；
（6）最后一步反应中涉及到两种盐，其中酸式盐的溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 ．

Answer 1

【答案】
（1）C；B
（2）Fe（OH）3；AlO2﹣、Na+
（3）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣
（4）D
（5）5.6×10﹣12
（6）c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣）
【解析】废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，当加过量盐酸时，SiO2和盐酸不反应，所以固体A是SiO2 ， Fe2O3、Al2O3、MgO和盐酸反应，所以溶液B的溶质是MgCl2、FeCl3、AlCl3、盐酸；向溶液B中加试剂①并调节溶液的pH值，结合题意溶液pH=3.2时Fe3+已经沉淀完全知，加入的物质应该呈碱性，但铝离子和过量的NaOH反应生成偏铝酸盐，所以该试剂为NH3H2O；固体C是Fe（OH）3；向溶液D中加入试剂②溶液并调节溶液的pH值，溶液呈强碱性溶液，该试剂为NaOH，铝元素在溶液中以AlO2﹣存在，Mg 2+和OH﹣生成Mg（OH）2沉淀，所以固体E是Mg（OH）2；溶液F的溶质含有NaAlO2和NaCl，向F溶液中通入过量CO2气体，NaAlO2和和CO2反应生成Al（OH）3沉淀，所以G是Al（OH）3 ， H中含有NaCl和NaHCO3 ， （1）通过以上分析知，①是NH3H2O、②是NaOH，故选：C；B；（2）通过以上分析知，C的化学式为Fe（OH）3 ， 溶液F中金属元素的存在形式为AlO2﹣、Na+ ， 所以答案是：Fe（OH）3；AlO2﹣、Na+；（3）A是二氧化硅，二氧化硅和试剂②NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，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﹣ ，
所以答案是：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；AlO2﹣+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3﹣；（4）加入试剂②，实现溶液D到溶液F的转化，应该时镁离子程度而铝离子不沉淀，根据表中数据知，溶液的PH应该调节为大于12.3，故选D；（5）25℃时，按（4）调节pH后测得溶液F中c（Mg2+）=5.6×10﹣10mol/L，则氢氧化镁的Ksp=5.6×10﹣10×（0.1）2=5.6×10﹣12 ， 所以答案是：5.6×10﹣12；（6）最后一步反应中涉及到两种盐为NaCl和NaHCO3 ， 其中酸式盐为NaHCO3 ， NaHCO3中HCO3﹣水解导致溶液呈碱性但水解程度较小，HCO3﹣水解程度大于其电离程度，水还电离生成氢离子，所以所以碳酸氢钠的溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣），
所以答案是：c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）＞c（CO32﹣）．