Question

20．鋁鞣劑在皮革工業(yè)有廣泛應(yīng)用．某學(xué)習(xí)小組以鋁灰（主要成分是Al、A1₂O₃、FeO、SiO₂等）為原料制備鋁鞣劑[Al（OH）₂Cl]，設(shè)計(jì)工藝流程如圖所示：

已知：

金屬離子	開(kāi)始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	2.8
A13+	3.4	4.7
Fe2+	5.8	8.8

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）酸浸時(shí)溫度控制在30℃-35℃，不宜太低，也不宜太高，其原因是溫度太低，反應(yīng)慢；溫度太高，鹽酸揮發(fā)快．
（2）氧化時(shí)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為2.8＜pH＜3.4．
（4）濾渣中主要含有物質(zhì)的化學(xué)式是SiO₂、Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鹽酸具有揮發(fā)性和溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響角度分析；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽滗X鞣劑[Al（OH）₂Cl]，則需要除去鐵離子和亞鐵離子，由于氫氧化亞鐵沉淀的pH較高，需要用雙氧水將亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化成鐵離子，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
（3）根據(jù)表中鐵離子完全沉淀、鋁離子開(kāi)始沉淀的pH數(shù)據(jù)分析調(diào)節(jié)溶液的pH范圍；
（4）調(diào)節(jié)溶液pH后鐵離子完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，再結(jié)合二氧化硅不與鹽酸反應(yīng)可知濾渣的成分．

解答 解：（1）因溫度太低，反應(yīng)慢；溫度太高，鹽酸揮發(fā)快，則“酸溶”溫度控制在30℃～35℃，不宜太低，也不宜太高，
故答案為：溫度太低，反應(yīng)慢；溫度太高，鹽酸揮發(fā)快；
（2）制備鋁鞣劑[Al（OH）₂Cl]，則需要除去鐵離子和亞鐵離子，由于氫氧化亞鐵沉淀的pH較高（大于鋁離子），需要用雙氧水將亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，pH=2.8時(shí)Fe³⁺完全沉淀，pH=3.4時(shí)A1³⁺開(kāi)始沉淀，要除去溶液中的鐵離子而不能使鋁離子沉淀，要求溶液的pH范圍為：2.8＜pH＜3.4，
故答案為：2.8＜pH＜3.4；
（4）用純堿調(diào)節(jié)溶液pH后，鐵離子完全轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃，所以濾渣中含有Fe（OH）₃，另外SiO₂不與鹽酸反應(yīng)，則濾渣的主要成分為SiO₂、Fe（OH）₃，
故答案為：SiO₂、Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，根據(jù)制備流程名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，（2）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)氫氧化鋁開(kāi)始沉淀、氫氧化鐵完全沉淀的pH分析，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>