Question

粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH₄Fe(SO₄)₂、NH₄Al(SO₄)₂等，等物质的量浓度的NH₄Fe(SO₄)₂、NH₄ Cl、CH₃COO NH₄ 的溶液中NH₄⁺ 的浓度由小到大的顺序为

（2）滤渣B的主要成分为             ，其与NaOH溶液反应的离子方程式为           ．

（3）已知K_SP[Fe(OH)₃]=4×10^﹣38，K_SP[Al(OH)₃]=1×10^﹣33．为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c（Fe³⁺）、c（Al³⁺）均小于或等于1×10^﹣9 mol•L^﹣1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH=        用NH₄HCO₃调节pH的实验原理为（用离子方程式表示）                    ．

（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、            、             ，得到的晶体主要成份是（填化学式）               ．第⑤步所加试剂D是                 ；第⑥步生成Al(OH)₃的离子方程式为                  ．

Answer

（15分）（1）CH3COO NH4＜NH4 Cl＜NH4Fe(SO4)2（2分）

（2）SiO2 （2分）、SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；（1分）

（3）6 （2分）；H++HCO3﹣=H2O+CO2↑；（2分）

（4）玻璃棒；蒸发皿；(NH4)2SO4；NaOH溶液；（各1分）

[Al(OH)4]-+CO2+H2O= Al(OH)3↓+HCO3-（2分）。

【解析】

试题分析：（1）NH4Fe(SO4)2、NH4 Cl、CH3COO NH4 的溶液中都含有NH4+，在NH4Fe(SO4)2中存在NH4+和Fe2+的水解作用，二者的水解都使溶液显酸性，所以Fe2+的水解作用使NH4+的水解程度减小，c(NH4+)比只有NH4+的水解的NH4 Cl增大；在CH3COO NH4 的溶液中，CH3COO-的水解作用与NH4+的水解程度相反，使NH4+的水解程度增大，所以该溶液中c(NH4+)比只有NH4+的水解的NH4 Cl小，故NH4+浓度由小到大的顺序为CH3COO NH4＜NH4 Cl＜NH4Fe(SO4)2；（2）酸性氧化物SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O；（3）根据KSP[Al(OH)3]=1×10﹣33；c(Al3+)均小于或等于1×10-9mol•L-1可认为完全沉淀，c(OH﹣)= ；所以溶液的pH=6；在用NH4HCO3溶液时会发生反应H++HCO3﹣=H2O+CO2↑；（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步从Fe(OH)3和Al(OH)3固体混合物中分离二者的方法是所加试剂NaOH溶液，两性氢氧化物Al(OH)3与碱发生反应生成四羟基合硫酸根离子[Al(OH)4]-，第⑥步向含有四羟基合硫酸根离子的溶液中通入过量的CO2气体，发生反应生成Al(OH)3沉淀，反应的的离子方程式为[Al(OH)4]- +CO2+H2O= Al(OH)3↓+HCO3-。

考点：考查混合物的分离方法、操作、盐类水解的应用、沉淀溶解平衡的应用及离子方程式、化学方程式书写的知识。