Question

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%）和MgO（約5%）．某同學設(shè)計了如圖1方案，分離樣品中各種金屬元素．請回答下列問題．
（1）寫出溶液B的溶質(zhì)是

 

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（2）參照如圖2形式進一步完成“溶液C”到“Al₂O₃”的流程（注明試劑、條件和操作）

 

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（3）為了分析某硫酸渣中鐵元素的含量，先將硫酸渣預(yù)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．寫出反應(yīng)的離方程式：

 

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Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）溶液B是廢渣主要化學成分為SiO₂（約45%）、Fe₂O₃（約40%）、Al₂O₃（約10%）和MgO（約5%），溶于過量鹽酸反應(yīng)后過濾得到的溶液中溶質(zhì)；
（2）依據(jù)廢渣溶于過量鹽酸得到溶液B中含有溶質(zhì)為：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和過量HCl；B溶液中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液PH=3.7后，生成氫氧化鐵沉淀；和濾液MgCl₂、AlCl₃和過量HCl；在加入過量氫氧化鈉溶液，過濾得到濾液中為NaCl，NaAlO₂；通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到Al₂O₃；依據(jù)流程圖畫出；
（3）根據(jù)KMnO₄溶液具有強氧化性，把二價鐵氧化成三價鐵，本身被還原成二價錳離子結(jié)合得失電子守恒配平；

解答： 解：（1）廢渣主要化學成分為SiO₂（約45%）、Fe₂O₃（約40%）、Al₂O₃（約10%）和MgO（約5%）；加入過量鹽酸，F(xiàn)e₂O₃堿性氧化物，Al₂O₃兩性氧化物、MgO堿性氧化物都和過量的鹽酸反應(yīng)生成的溶液中含有溶質(zhì)為：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和過量HCl；故答案為：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃、HCl；
（2）依據(jù)廢渣溶于過量鹽酸得到溶液B中含有溶質(zhì)為：MgCl₂、AlCl₃、FeCl₃和過量HCl；B溶液中加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液PH=3.7后，生成氫氧化鐵沉淀；和濾液MgCl₂、AlCl₃和過量HCl；在加入過量氫氧化鈉溶液，過濾得到濾液中為NaCl，NaAlO₂；通入二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到Al₂O₃；依據(jù)流程圖畫出；，
故答案為：；
（3）KMnO₄溶液具有強氧化性，把二價鐵氧化成三價鐵，本身被還原成二價錳離子，再根據(jù)得失電子守恒配平，則離子方程式為：5Fe²⁺+MnO₄^_+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^_+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

點評：本題考查了設(shè)計流程分離物質(zhì)，試劑選擇和反應(yīng)現(xiàn)象，反應(yīng)特征的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，題目難度中等．