Question

【題目】一種高效無機水處理劑——聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式為[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m。它可通過調(diào)節(jié)AlCl3溶液的pH，促進其水解而結(jié)晶析出。其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰，它主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下：

（1）攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。

（2）生產(chǎn)過程中實驗操作B、D的名稱均為________。

（3）反應(yīng)中副產(chǎn)品a是________，試劑b是________。(用化學(xué)式表示)

（4）生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________(用化學(xué)式表示)。

（5）調(diào)節(jié)pH＝4.0～4.5的目的是______________________________________________。

（6）為得到較純凈的晶體，生產(chǎn)過程中C物質(zhì)可選用________。

A．氨水　 B．NaAlO2　 C．NaOH D．Al2O3　 E．Al

Answer 1

【答案】Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 過濾 H2 HCl HCl 促進AlCl3水解，使晶體析出 DE

【解析】

鋁灰主要含Al2O3、Al，還有SiO2等，加水清洗掉其他可溶性雜質(zhì)，因為B后分離出二氧化硅，所以推出b溶液為鹽酸溶液，過量的鹽酸將氧化鋁和鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氯化鋁溶液，同時產(chǎn)生氫氣，因為氯化氫易揮發(fā)，所以氫氣中混有氯化氫，經(jīng)水噴淋，得到氣體a為氫氣，同時回收鹽酸b；B為氯化鋁溶液中混有不溶性的二氧化硅，通過過濾分離出二氧化硅，氯化鋁溶液經(jīng)濃縮后調(diào)節(jié)pH，靜置、過濾得到聚合氯化鋁晶體。

（1）由分析可知b為鹽酸溶液，將鋁和氧化鋁轉(zhuǎn)化為氯化鋁溶液，所以攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，故答案為：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；

（2）由分析可知，生產(chǎn)過程中實驗操作B、D的名稱均為過濾，故答案為：過濾；

（3）由分析可知，a為氫氣，b為鹽酸，故答案為：H2；HCl；

（4）攪拌加熱過程中需要加入鹽酸，吸收氣體過程中可回收揮發(fā)出的HCl，所以HCl可以循環(huán)使用，故答案為：HCl；

（5）氯化鋁水解呈酸性，所以調(diào)節(jié)pH的目的是為了使氯化鋁水解生成產(chǎn)品，故答案為：促進AlCl3水解，使晶體析出；

（6）為得到較純凈的晶體，調(diào)節(jié)pH的試劑不能引入新雜質(zhì)，而過量的氨水、NaAlO2、NaOH均不易除去，會引入新雜質(zhì)， Al2O3、Al因為不溶于水，過量時可通過過濾除去，所以用Al2O3、Al調(diào)節(jié)pH能得到較純凈的晶體，綜上所述，答案為DE。