Question

16．经初步检测蛇纹石矿由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等组成．分析如图1：

请回答下列问题：
（1）蛇纹石与盐酸充分反应后再过滤即可得溶液A．在过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．
（2）沉淀B的组成是Al（OH）₃、Fe（OH）₃，向溶液A中逐滴加入NaOH溶液，以控制溶液pH在C的范围内可得到符合图1关系的沉淀B．（填写下列正确选项前的字母．有关氢氧化物沉淀的pH见下表，且pH达到7.8时，氢氧化铝开始溶解．）

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀pH	1.9	3.3	9.4
完全沉淀pH	3.7	4.7	11

A．1～3   B．3～5   C．5～7  D．7～8
（3）写出向溶液D中通入过量CO₂反应的离子方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）向溶液A中逐滴加入5mol•mol^-1NaOH溶液，经过操作I和操作II得到的沉淀质量与V[NaOH（aq）]有图2所示的数据关系．经分析蛇纹石中Fe₂O₃与Al₂O₃的物质的量之比为2：1．

Answer 1

分析 蛇纹石矿由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等组成与盐酸充分反应后再过滤得到滤液A含有氯化镁、氯化铁、氯化铝，沉淀A为SiO₂，溶液A中加入氢氧化钠溶液控制溶液PH4.7-9.4，促使铝离子、铁离子全部沉淀，镁离子不沉淀；所以沉淀B为Fe（OH）₃，Al（OH）₃，加入过量氢氧化钠过滤得到彻底为红褐色氢氧化铁沉淀，溶液为偏铝酸钠溶液，通入二氧化碳反应生成沉淀E为Al（OH）₃，溶液B是氯化镁溶液，加入氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀．
（1）依据过滤操作选择玻璃仪器；
（2）向溶液A中逐滴加入NaOH溶液控制溶液中铁离子和铝离子全部沉淀，镁离子不沉淀；
（3）偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢盐；
（4）图象分析氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液体积10ml，计算得到氢氧化铝沉淀质量，14.6g减去氢氧化铝沉淀质量为氢氧化铁沉淀质量，结合元素守恒计算Fe₂O₃与Al₂O₃的物质的量之比；

解答 解：蛇纹石矿由MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等组成与盐酸充分反应后再过滤得到滤液A含有氯化镁、氯化铁、氯化铝，沉淀A为SiO₂，溶液A中加入氢氧化钠溶液控制溶液PH为4.7-9.4，促使铝离子、铁离子全部沉淀，镁离子不沉淀；所以沉淀B为Fe（OH）₃，Al（OH）₃，加入过量氢氧化钠过滤得到彻底为红褐色氢氧化铁沉淀，溶液为偏铝酸钠溶液，通入二氧化碳反应生成沉淀E为Al（OH）₃，溶液B是氯化镁溶液，加入氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀；
（1）蛇纹石与盐酸充分反应后再过滤即可得溶液A．在过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
（2）根据上面的分析可知，沉淀B为Al（OH）₃、Fe（OH）₃，向溶液A中逐滴加入NaOH溶液控制溶液中铁离子和铝离子全部沉淀，镁离子不沉淀，分析图表数据液A中加入氢氧化钠溶液控制溶液PH为4.7-9.4，促使铝离子、铁离子全部沉淀，镁离子不沉淀；所以沉淀B为Fe（OH）₃，Al（OH）₃，控制溶液pH在4.7-9.4范围内可得到符合图1关系的沉淀B，故选C．
故答案为：Al（OH）₃、Fe（OH）₃；C；
（3）偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢盐，反应的离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）图象分析氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液体积10ml，5mol•mol^-1NaOH溶液，溶解氢氧化铝反应Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+H₂O，n（Al（OH）₃）=0.010L×5mol•mol^-1=0.05mol，计算得到氢氧化铝沉淀质量=0.05mol×78g/mol=3.9g，氢氧化铁沉淀质量=14.6g-3.9g=10.7g，结合元素守恒计算Fe₂O₃与Al₂O₃的物质的量之比=$\frac{10.7g}{107g/mol}$×$\frac{1}{2}$：0.05×$\frac{1}{2}$=2：1；
故答案为：2：1．

点评 本题考查了物质分离的方法和流程分析判断，掌握物质性质和题干信息是解题关键，题目难度中等．