Question

【题目】硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2：约45%，Fe2O3:约40%，Al2O3：约10%，MgO：约5%．目前我国已经在技术上取得突破--用硫酸渣炼铁．Fe3＋开始沉淀为氢氧化物的PH=1，沉淀完全时的PH为3.7.

I．某探究性学习小组的同学设计了不同的方案，用化学基本知识进行金属元素的提取实验。

方案一：

请回答：

（1）写出固体E的化学式：______________．试剂①是__________（填选项字母）.

A．氢氧化钠 B．氧化铝 C．氨水 D．水

（2）若要准确测定溶液的pH是否达到3.7，下列物品中可供使用的是__________（填选项字母）.

A．石蕊试液 B．广泛pH试纸 C．pH计

（3）溶液H中溶质的化学式：______________

（4）要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定的氧化物，需进行的实验操作为________________．

方案二：

（5）此方案制得的氧化铝含有的主要杂质是_________________。

（6）写出由溶液M→固体乙这个过程中，主要化学反应的离子方程式：_______________；_______________。

（7）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：_______________。

（8）某同学称取2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10-2molL-1KMnO4标准溶液滴定．达到滴定终点时，消耗标准溶液10.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是_____________．

Answer 1

【答案】

（1）Mg（OH）2：A；（2）C；

（3）NaCl、NaHCO3；（4）灼烧；（5）二氧化硅；

（6）SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（7）MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；（8）5.6%。

【解析】

试题分析：（1）根据以上分析，固体E是氢氧化镁，试剂①是强碱溶液，故答案为：Mg（OH）2：A；

（2）因pH值精确到小数点后一位，而石蕊试液测得的PH值在一个范围内，广泛pH试纸测得的pH值是一个整数，精密pH试纸、pH计均可准确到小数点后一位，故选：C；

（3）溶液F的溶质含有偏铝酸钠和氯化钠，向F溶液中通入过量二氧化碳气体，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，所以溶液H的溶质含有NaCl 和 NaHCO3，故答案为：NaCl、NaHCO3；

（4）固体C是氢氧化铁，固体E是氢氧化镁，固体G是氢氧化铝，加热均可分解得到对应的氧化物，故答案为：灼烧；

（5）根据以上分析，固体乙是硅酸、氢氧化铝，进行加热得到二氧化硅和氧化铝，所以此方案制得的氧化铝含有的主要杂质是二氧化硅，故答案为：二氧化硅；

（6）向溶液M中通入过量二氧化碳气体，硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠都与二氧化碳反应，由溶液M→固体乙这个过程中，硅酸钠和过量二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-，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-，故答案为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（7）KMnO4在酸性条件下与Fe2+进行氧化还原反应的离子方程式为MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ == Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O，故答案为：MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O；

（8）利用关系式法计算：

5Fe2+ ~~~~~~~~MnO4-

2×10-3mol 1.000×10-2molL-1×0.01L×4

铁元素的质量为：2×10-3mol×56g/mol=1.12×10-1g，铁元素的质量分数为×100%=5.6%，故答案为：5.6%。