Question

【題目】硫酸渣是用黃鐵礦制造硫酸過程中排出的廢渣，主要化學成分為SiO2：約45%，Fe2O3:約40%，Al2O3：約10%，MgO：約5%．目前我國已經在技術上取得突破--用硫酸渣煉鐵．Fe3＋開始沉淀為氫氧化物的PH=1，沉淀完全時的PH為3.7.

I．某探究性學習小組的同學設計了不同的方案，用化學基本知識進行金屬元素的提取實驗。

方案一：

請回答：

（1）寫出固體E的化學式：______________．試劑①是__________（填選項字母）.

A．氫氧化鈉 B．氧化鋁 C．氨水 D．水

（2）若要準確測定溶液的pH是否達到3.7，下列物品中可供使用的是__________（填選項字母）.

A．石蕊試液 B．廣泛pH試紙 C．pH計

（3）溶液H中溶質的化學式：______________

（4）要將固體C、固體E和固體G都轉化為相應的穩定的氧化物，需進行的實驗操作為________________．

方案二：

（5）此方案制得的氧化鋁含有的主要雜質是_________________。

（6）寫出由溶液M→固體乙這個過程中，主要化學反應的離子方程式：_______________；_______________。

（7）為了分析某硫酸渣中鐵元素的含量，先將硫酸渣預處理，把鐵元素還原成Fe2+，再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定，反應的離子方程式是：_______________。

（8）某同學稱取2.000g硫酸渣，預處理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL試樣溶液，用1.000×10-2molL-1KMnO4標準溶液滴定．達到滴定終點時，消耗標準溶液10.00mL，則殘留物中鐵元素的質量分數是_____________．

Answer 1

【答案】

（1）Mg（OH）2：A；（2）C；

（3）NaCl、NaHCO3；（4）灼燒；（5）二氧化硅；

（6）SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（7）MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；（8）5.6%。

【解析】

試題分析：（1）根據以上分析，固體E是氫氧化鎂，試劑①是強堿溶液，故答案為：Mg（OH）2：A；

（2）因pH值精確到小數點后一位，而石蕊試液測得的PH值在一個范圍內，廣泛pH試紙測得的pH值是一個整數，精密pH試紙、pH計均可準確到小數點后一位，故選：C；

（3）溶液F的溶質含有偏鋁酸鈉和氯化鈉，向F溶液中通入過量二氧化碳氣體，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，所以溶液H的溶質含有NaCl 和 NaHCO3，故答案為：NaCl、NaHCO3；

（4）固體C是氫氧化鐵，固體E是氫氧化鎂，固體G是氫氧化鋁，加熱均可分解得到對應的氧化物，故答案為：灼燒；

（5）根據以上分析，固體乙是硅酸、氫氧化鋁，進行加熱得到二氧化硅和氧化鋁，所以此方案制得的氧化鋁含有的主要雜質是二氧化硅，故答案為：二氧化硅；

（6）向溶液M中通入過量二氧化碳氣體，硅酸鈉、偏鋁酸鈉、氫氧化鈉都與二氧化碳反應，由溶液M→固體乙這個過程中，硅酸鈉和過量二氧化碳反應生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-，偏鋁酸鈉和過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案為：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（7）KMnO4在酸性條件下與Fe2+進行氧化還原反應的離子方程式為MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ == Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O，故答案為：MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O；

（8）利用關系式法計算：

5Fe2+ ~~~~~~~~MnO4-

2×10-3mol 1.000×10-2molL-1×0.01L×4

鐵元素的質量為：2×10-3mol×56g/mol=1.12×10-1g，鐵元素的質量分數為×100%=5.6%，故答案為：5.6%。