Question

6．聚合氯化鋁晶體的化學式為[Al₂（OH）_nCl_6-n•xH₂O]m，它是一種高效無機水處理劑，它的制備原理是調節(jié)增大AlCl₃溶液的pH，通過促進其水解而結晶析出．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．聚合氯化鋁生產的工藝流程如圖：

（1）攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應的離子方程式Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
（2）生產過程中操作B和D的名稱均為過濾（B和D為簡單操作）．
（3）反應中副產品a是H₂（用化學式表示）．
（4）生產過程中可循環(huán)使用的物質是HCl（用化學式表示）．
（5）調節(jié)pH至4.0～4.5的目的是促進AlCl₃水解，使晶體析出．
（6）實驗室要測定水處理劑產品中n和x的值．為使測定結果更準確，需得到的晶體較純凈．生產過程中C物質可選用BD．
A．NaOH  B．Al  C．氨水  D．Al₂O₃   E．NaAlO₂．

Answer 1

分析 鋁灰主要含Al₂O₃、Al，另有SiO₂等雜質，加水清洗后加入氯化氫溶液加熱發(fā)生的反應是鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，氧化鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和水，水噴淋吸收氣體得到氣體A為氫氣；過濾得到濾渣為二氧化硅，濾液為氯化鋁，溶液降溫熟化調節(jié)溶液PH得到通過促進其水解而結晶析出，
（1）鋁灰主要含Al₂O₃、Al，還有SiO₂等雜質，加入鹽酸，氧化鋁和鋁能與鹽酸反應，二氧化硅不能與鹽酸反應．
（2）工藝流程為：鋁灰與過量的鹽酸反應，過濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調pH值，稍靜置，過濾收集濾渣，最終的這個濾渣就是我們要的晶體．
（3）攪拌加熱操作過程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應，由氫氣生成，加熱的時候HCl會揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余氣體為氫氣．
（4）95°C加熱的時候HCl會揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），進行循環(huán)使用．
（5）溶液調pH值，促進鋁離子水解，利用晶體析出．
（6）加入C目的是調節(jié)pH值，促進鋁離子水解，但不能移入新雜質，其次在流程圖中的B中或多或少會留有少量的HCl，因為加熱不能保證所有的HCl全部揮發(fā)．

解答 解：（1）氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和水，反應離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；鋁與鹽酸反應生成氯化鋁與氫氣，反應離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）鋁灰與過量的鹽酸反應，過濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調pH值，稍靜置，過濾收集濾渣，最終的這個濾渣就是我們要的晶體，所以生產過程中操作B和D的均為過濾．
故答案為：過濾；
（3）攪拌加熱操作過程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應，有氫氣生成，加熱的時候HCl會揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余氣體為氫氣，反應中副產品a為H₂．
故答案為：H₂；
（4）95°C加熱的時候HCl會揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可進行循環(huán)使用．
故答案為：HCl；
（5）鋁離子水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，降低氫離子濃度促進鋁離子水解，有利于聚合氯化鋁晶體析出．
故答案為：促進AlCl₃水解，使晶體析出；
（6）用氫氧化鈉和氨水調節(jié)pH值，會引入新的雜質，引入鈉離子和銨根離子．所以可以加入Al和氧化鋁進行處理，它二者是固體，多了可以過濾掉的，所以可以使得到的晶體較純凈．
故答案為：BD．

點評 以聚合氯化鋁晶體的制備為載體，考查鋁及其化合物性質、離子方程式、對工藝流程的理解、除雜等，難度中等，關鍵在于對工藝流程的理解和知識的遷移運用．