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:
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_...
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SiO32-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 0.1mol?L-1的G溶液,若阳极得56mL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.
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根据工艺流程Ⅰ可知,铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液A,则固体A为SiO2,滤液A含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等,滤液中加入过量的NaOH,可推知沉淀B为氢氧化铁、氢氧化镁,滤液B含有偏铝酸钠、氯化钠,所以向滤液B中通入过量二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠,沉淀C为Al(OH)3,滤液C中含有NaCl、NaHCO3;
根据工艺流程Ⅱ可知,铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应,可知固体D为Fe2O3、MgO等,滤液D为硅酸钠、偏铝酸钠,滤液中通入过量盐酸,沉淀E为硅酸,滤液E中含有氯化铝、NaCl和过量的HCl,通入过量氨气,沉淀F为氢氧化铝,滤液F为氯化钠、氯化铵溶液;
(1)根据以上分析,滤液E即氯化铝、NaCl和过量的HCl中通入过量的NH3,离子方程式为:H++NH3?H2O=NH4++H2O,Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:H++NH3?H2O=NH4++H2O,Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,二氧化硅不能拆,故离子反应方程式为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(3)Fe3+与硫氰化钾溶液反应,使溶液变红色,检验滤液B中是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液B,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+,故答案为:硫氰化钾;
(4)根据以上分析,滤液C中溶质的主要成分NaCl、NaHCO3;故答案为:NaCl、NaHCO3;
(5)根据以上分析,滤液F为氯化钠、氯化铵溶液,根据电荷守恒得c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),
故答案为:c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-);
(6)根据以上分析,滤液C和滤液F共同的溶质为G即氯化钠,用惰性电极电解氯化钠溶液,阳极上的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,生成标准状况下56mL气体,即0.0025mol,转移电子数为0.005mol,所以阴极也有0.005mol的氢离子得电子生成氢气,所以生成氢氧根离子为0.005mol,c(0H-)=
=0.01mol/L,则c(H+)=
=10-12mol/L,所以pH=12,故答案为:12;
(7)已知25℃时Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,pH=13.00时溶液中的c(Mg2+)=
=
=1.8×10-9mol/L,故答案为:1.8×10-9.
根据工艺流程Ⅱ可知,铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应,可知固体D为Fe2O3、MgO等,滤液D为硅酸钠、偏铝酸钠,滤液中通入过量盐酸,沉淀E为硅酸,滤液E中含有氯化铝、NaCl和过量的HCl,通入过量氨气,沉淀F为氢氧化铝,滤液F为氯化钠、氯化铵溶液;
(1)根据以上分析,滤液E即氯化铝、NaCl和过量的HCl中通入过量的NH3,离子方程式为:H++NH3?H2O=NH4++H2O,Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:H++NH3?H2O=NH4++H2O,Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,二氧化硅不能拆,故离子反应方程式为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(3)Fe3+与硫氰化钾溶液反应,使溶液变红色,检验滤液B中是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液B,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+,故答案为:硫氰化钾;
(4)根据以上分析,滤液C中溶质的主要成分NaCl、NaHCO3;故答案为:NaCl、NaHCO3;
(5)根据以上分析,滤液F为氯化钠、氯化铵溶液,根据电荷守恒得c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),
故答案为:c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-);
(6)根据以上分析,滤液C和滤液F共同的溶质为G即氯化钠,用惰性电极电解氯化钠溶液,阳极上的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,生成标准状况下56mL气体,即0.0025mol,转移电子数为0.005mol,所以阴极也有0.005mol的氢离子得电子生成氢气,所以生成氢氧根离子为0.005mol,c(0H-)=
0.005mol |
0.5L |
Kw |
0.01 |
(7)已知25℃时Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,pH=13.00时溶液中的c(Mg2+)=
Ksp |
c(0H ?) 2 |
1.8×10 ?11 |
0.12 |
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