Question

【題目】.高效凈水劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）的組成可表示為[AlFe(OH)nCl6-n]m，該物質(zhì)廣泛應(yīng)用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理。某工廠欲以工業(yè)廢料（金屬鋁、鐵及其氧化物）為原料制取PAFC，設(shè)計如下流程：

(1)PAFC中鐵元素的化合價為_________。

(2)廢料與稀鹽酸混合后發(fā)生了多個化學(xué)反應(yīng)，在發(fā)生的這些反應(yīng)中，請寫出一個是氧化還原反應(yīng)但不屬于四大基本反應(yīng)類型的反應(yīng)的離子方程式______________________________。

(3)所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是___________，欲確認該離子是否存在最常用的試劑名稱為____________________。

(4)試劑X最好是下列中的__________

A．Fe B．HNO3 C．氯水 D．高錳酸鉀溶液

(5)水解形成的聚合物分散在水中的粒子直徑在1nm～100nm之間，請用簡單的實驗操作驗證該分散系 ____________________________________________________________________________。

Ⅱ.為檢測PAFC中Al和Fe含量，采用如圖所示流程進行。

回答下列問題：

(6)操作I的名稱______________________。

(7)通入過量的A氣體的離子方程式為 ______________。

Answer 1

【答案】 +3 Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+ Fe3+ 硫氰化鉀溶液 C 用一束光通過混合物，可以看到一條光亮的“通路”，產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象 過濾 AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3

【解析】（1）設(shè)鐵化合價是x，聚合氯化鋁鐵可表示為[AlFe（OH）nCl6-n]m，由此合物內(nèi)化合價和為0得：3+x-n-（6-n）=0；x=3，所以PAFC中鐵元素的化合價為+3； (2)廢料含有金屬鋁、鐵及其氧化物，與稀鹽酸混合后發(fā)生了多個化學(xué)反應(yīng)，在發(fā)生的這些反應(yīng)中，鋁、鐵與鹽酸反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)且為置換反應(yīng)，鋁與鐵鹽反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)但不屬于四大基本反應(yīng)類型，則符合反應(yīng)的離子方程式為Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+；(3)由于鋁、鐵以及氧化鐵的物質(zhì)的量關(guān)系無法確定，則不能確定溶液中鐵元素的存在形式是否有Fe3+，所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在陽離子為Fe3+；欲確認該離子是否存在最常用的試劑名稱為硫氰化鉀溶液；(4)試劑X必須是氧化劑保證亞鐵離子被氧化為鐵離子，且不能引入新的雜質(zhì)，A．Fe為還原劑，不符合； B．HNO3 為氧化劑但反應(yīng)后會引入雜質(zhì)硝酸根離子，不符合；C．氯水為氧化劑且反應(yīng)后不引入新雜質(zhì)，符合；D．高錳酸鉀溶液為氧化劑但反應(yīng)后會引入雜質(zhì)，不符合。答案選C；(5)水解形成的聚合物分散在水中的粒子直徑在1nm～100nm之間，用簡單的實驗操作驗證該分散系為：用一束光通過混合物，可以看到一條光亮的“通路”，產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象；(6)PAFC中加入過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)后生成氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉和氯化鈉，故操作I的名稱為過濾；(7)通入過量的A氣體即二氧化碳氣體，偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3。