Question

【题目】某硫酸工业废渣的主要成分为SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等。回收废渣中金属元素的工艺流程如下：

已知常温条件下：

①阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和恰好完全沉淀(阳离子浓度等于10-5mol·L-1 )时的pH 如下表所

示。

阳离子	Fe3+	Al3+	Mg2+
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	9.6
恰好完全沉淀时的pH	3.2	5.2	11.0

②饱和氨水溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。

请回答下列问题：

（1）固体C为_________(填化学式)。

（2）上述流程中两次使用试剂X，试剂X是_________(填“氨水”或“氢氧化钠”)，其理由是_________________。

（3）溶液D→固体E的过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是________________。

（4）写出溶液F→溶液H 的离子方程式：__________________。

（5）Ksp[Mg (OH )2]=_____________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 氢氧化钠 经过计算饱和氨水的pH=11，使用氨水不能将溶液调至pH=13，所以选择氢氧化钠调节溶液酸醎性 镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- l0-11

【解析】废渣中加入过量的盐酸，氧化镁溶解生成镁离子，氧化铝溶解生成铝离子，氧化铁溶解生成铁离子，二氧化硅不溶解，所以固体A为二氧化硅，溶液B中加入试剂X，调pH=3.7生成固体C为氢氧化铁，溶液D加入试剂X，调pH=13，则产生的沉淀为氢氧化镁，说明此时铝离子应以偏铝酸根离子存在，在试剂X为强碱，溶液F含有偏铝酸根，通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，溶液H含有碳酸氢根离子。

(1).根据以上分析，固体C为氢氧化铁，故答案为： Fe(OH)3 ； (2)根据以上分析，且经过计算，饱和氨水溶液的pH为11，不能将溶液调成13，试剂X为氢氧化钠，。故答案为： 氢氧化钠；经过计算饱和氨水的pH=11，使用氨水不能将溶液调至pH=13，所以选择氢氧化钠调节溶液酸醎性；(3).根据铝离子和镁离子的完全沉淀时的pH数值分析，如果pH过小，镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全，故答案为：镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全； (4) 溶液F→溶液H为偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子的过程，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-； (5) 镁离子完全沉淀时的pH为11，则氢氧根离子浓度为10-3mol/L，氢氧化镁的溶度积常数=10-5×（10-3）2=l0-11，故答案为：l0-11。