Question

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
Fe^3+	3.2
A1^3+	5.3	11.9
Mg^2+	12.3

（1）试剂①为________，试剂②为________；

A.  AgNO₃          B.  NaOH          C.  NH₃·H₂O          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^-10  mol/L，则氢氧化镁的K_sp=________；

（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）C；B；（2）Fe(OH)3；AlO2-（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】

试题分析：废渣的主要成分为SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3等成分，在废渣中加入过量盐酸，MgO 、Al2O3、Fe2O3溶解，SiO2不溶，固体A为SiO2，溶液B中含有Fe3+、A13+、Mg2+和过量的盐酸，加入试剂①，调节pH为3.2，目的是使Fe3+完全沉淀，为了达到回收废渣中的金属元素的目的，和便于实验操作，应该选择氨水较为合适，因此固体C为氢氧化铁沉淀，溶液D中含有A13+、Mg2+，再加入试剂②调节pH，A13+、Mg2+分离，根据常温下，饱和氨水的pH约为11，结合氢氧化铝具有两性，故应该选择氢氧化钠使铝离子转变为偏铝酸根离子，镁离子转变成氢氧化镁沉淀，因此固体E为氢氧化镁沉淀，溶液F中含有偏铝酸根离子，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，所以G是氢氧化铝。

（1）根据上述分析试剂①为氨水，试剂②为氢氧化钠，故答案为：C；B；

（2）根据上述分析固体C是氢氧化铁沉淀，溶液F中含有偏铝酸根离子，故答案为：Fe(OH)3；AlO2-；

（3）固体A为二氧化硅，与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；含AlO2-的溶液中通入过量CO2所发生的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（4）因为镁离子完全沉淀时pH为12.3，因此为了使镁离子完全沉淀，则调节溶液的pH为13，故选D。

（5）氢氧化镁的Ksp=c(Mg2+)c2(OH-)=5.6×10-10×(1.0×10-1)2= 5.6×10-12，故答案为：5.6×10-12；

（6）碳酸氢钠属于强碱弱酸盐，水解显碱性，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-)，故答案为：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(H+)＞c(CO32-)。

考点：考查了物质的分离和提纯、难溶电解质的溶解平衡、离子浓度的大小比较的相关知识。