Question

2．欲探究某礦石可能是由FeCO₃、SiO₂、Al₂O₃中的一種或幾種組成，探究過程如圖所示．已知：碳酸不能溶解Al（OH）₃沉淀．

（1）試劑a是NaOH溶液．
（2）無色濾液與鹽酸反應(yīng)生成膠狀沉淀的離子方程式是SiO₃2^-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）該礦石的組成是FeCO₃、SiO₂．
（4）若處理該礦石2.36kg，得到濾渣1.2kg，理論上至少需要1mol L^-1 HNO₃的體積為33.3L．

Answer 1

分析 礦石加硝酸生成氣體，可說明含有FeCO₃，二氧化硅是和硝酸不反應(yīng)的物質(zhì)，所以得到的濾渣是二氧化硅，一定存在二氧化硅，濾渣溶解后加入鹽酸生成硅酸膠狀沉淀，碳酸亞鐵和硝酸之間反應(yīng)得到含有鐵離子的鹽溶液，只能加入氫氧化鈉才能產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，加入過量NaoH溶液后通入過量二氧化碳沒有沉淀生成，說明沒有Al₂O₃，根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)進(jìn)行推斷．

解答 解：礦石加硝酸生成氣體，可說明含有FeCO₃，二氧化硅是和硝酸不反應(yīng)的物質(zhì)，所以得到的濾渣是二氧化硅，一定存在二氧化硅，濾渣溶解后加入鹽酸生成硅酸膠狀沉淀，碳酸亞鐵和硝酸之間反應(yīng)得到含有鐵離子的鹽溶液，只能加入氫氧化鈉才能產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，加入過量NaoH溶液后通入過量二氧化碳沒有沉淀生成，說明沒有Al₂O₃．
（1）碳酸亞鐵和硝酸之間反應(yīng)得到含有鐵離子的鹽溶液，只能加入氫氧化鈉才能產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，所以試劑a是NaOH溶液，故答案為：NaOH溶液；
（2）二氧化硅是和硝酸不反應(yīng)的物質(zhì)，所以得到的濾渣是二氧化硅，濾渣加入氫氧化鈉溶解后，得到硅酸鈉溶液，加入鹽酸生成硅酸膠狀沉淀，即SiO₃2^-+2H⁺=H₂SiO₃↓，故答案為：SiO₃2^-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）根據(jù)以上分析，該礦石的組成是：FeCO₃、SiO₂，故答案為：FeCO₃、SiO₂；
（4）若處理該礦石2.36kg，得到濾渣二氧化硅1.2kg，所以碳酸亞鐵的質(zhì)量是：2.36kg-1.2kg=1.16kg=1160g，物質(zhì)的量是：10mol，和稀硝酸之間反應(yīng)得到含有鐵離子的鹽溶液，并產(chǎn)生NO氣體，根據(jù)電子守恒，設(shè)理論上至少需要1mol L^-1 HNO₃的體積為x，則：10mol（3-2）=1mol/L×x（5-2），解得x=33.3L，故答案為：33.3．

點(diǎn)評(píng) 該題綜合考查粗硅的制備、元素周期律的應(yīng)用、物質(zhì)的檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、尾氣處理和原料的使用以及有關(guān)計(jì)算，是高考中的常見題型，難度較大，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．該試題還通過鼓勵(lì)學(xué)生去大膽的猜想及拓展探究實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)．該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論．