Question

【题目】从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种流程如下：

请回答下列问题：

（1）给滤液E中通入过量的NH3，其反应的离子方程式是____________________。

（2）流程Ⅱ中加入烧碱溶液后，生成SiO的离子方程式是__________________。

（3）验证滤液A中含Fe3＋，可取少量滤液并加入______________(填写试剂名称)。

（4）滤液C中溶质的主要成分是___________(填化学式)。

（5）滤液F中离子电荷守恒的关系式为___________________________。

（6）滤液C和滤液F共同的溶质为G，用惰性电极电解500mL 0.1 mol·L－1的G溶液，若阳极得56 mL气体(标准状况)，则所得溶液在常温下pH为_____________(忽略电解前后溶液体积的变化)。

（7）已知25 ℃时Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝1.8×10-11。取适量的滤液A，加入一定量的烧碱溶液至达到沉淀溶解平衡，测得该溶液的pH＝13.00，则25℃时残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________ mol·L-1。

Answer 1

【答案】Al2O3+6H+===2Al3++3H2O，Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ SiO2+2OH-===SiO32-+H2O 硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案） NaCl、NaHCO3 c(NH4+)+ c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(Cl-) 12 1.8×10-9

【解析】

Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，生成NaAlO2和Na2SiO3在D溶液中，过滤残渣D是不与NaOH溶液反应的MgO、Fe2O3；NaAlO2和Na2SiO3的溶液，加入盐酸，溶液E中有AlCl3、NaCl和HCl溶质，滤去的固体E是H2SiO3；溶液E中通入NH3，固体F是Al(OH)3,灼烧后为氧化铝，溶液F含NaCl和NH4Cl。

铝土矿中除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3、MgO均与盐酸反应，故A溶液中有AlCl3、FeCl3、MgCl2和HCl；在加入过量烧碱，生成沉淀B是Fe(OH)3和Mg(OH)2，溶液B中有NaAlO2和NaOH；溶液B中通入过量CO2，溶液C是NaCl和NaHCO3两种溶质，产生C沉淀是Al(OH)3；Al(OH)3灼烧生成Al2O3，据以上分析解答。

Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中，Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应，生成NaAlO2和Na2SiO3在D溶液中，过滤残渣D是不与NaOH溶液反应的MgO、Fe2O3；NaAlO2和Na2SiO3的溶液，加入盐酸，溶液E中有AlCl3、NaCl和HCl溶质，滤去的固体E是H2SiO3；溶液E中通入NH3，固体F是Al(OH)3,溶液F含NaCl和NH4Cl；

铝土矿中除SiO2不与盐酸反应外，Al2O3、Fe2O3、MgO均与盐酸反应，故A溶液中有AlCl3、FeCl3、MgCl2和HCl；在加入过量烧碱，生成沉淀B是Fe(OH)3和Mg(OH)2，溶液B中有NaAlO2和NaOH；溶液B中通入过量CO2，溶液C是NaCl和NaHCO3两种溶质，产生C沉淀是Al(OH)3；Al(OH)3灼烧生成Al2O3；

（1）给滤液E中通入过量的NH3，其反应的离子方程式是Al2O3+6H+===2Al3++3H2O，Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+；

（2）流程Ⅱ中加入烧碱溶液后，生成SiO的离子方程式是SiO2+2OH-===SiO32-+H2O；

（3）验证滤液A中含Fe3＋，可取少量滤液并加入硫氰化钾或硫氰酸钾或苯酚溶液等；

（4）滤液C中溶质的主要成分是NaCl、NaHCO3；

（5）滤液F(NaCl和NH4Cl)中离子电荷守恒的关系式为c(NH4+)+ c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(Cl-)；

（6）滤液C和滤液F共同的溶质为NaCl，用惰性电极电解500mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液，阳极得56 mL气体Cl2(标准状况)；2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，n(NaOH)=2n(Cl2)= =0.005mol，溶液中故c(NaOH)=0.01mol/L，pOH=2，pH=12；

（7） pH=13.00时，c(OH-)=0.1 mol·L-1，Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)=1.8×10-11，可得c(Mg2+)=1.8×10-9mol·L-1。