Question

聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式為[Al₂（OH）_nCl_6-n?xH₂O]_m，它是一種高效無(wú)機(jī)水處理劑．其制備原理是通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pH，促進(jìn)AlCl₃溶液水解而析出晶體．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）寫(xiě)出攪拌加熱操作過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式．

 

、

 

．
（2）操作B的名稱(chēng)是

 

．
（3）反應(yīng)中副產(chǎn)品y是

 

．
（4）生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（用化學(xué)式表示）．
（5）實(shí)驗(yàn)室為了比較準(zhǔn)確地測(cè)定水處理劑產(chǎn)品中n和x的值，需得到較純凈的晶體，則試劑z物質(zhì)可選用

 

（可供選擇的有：NaOH、Al、氨水、Al₂O₃、NaAlO₂），操作C為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鋁灰主要含Al₂O₃、Al，還有SiO₂等雜質(zhì)，加入鹽酸，氧化鋁和鋁能與鹽酸反應(yīng)，二氧化硅不能與鹽酸反應(yīng)．
（2）工藝流程為：鋁灰與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，過(guò)濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調(diào)pH值，稍靜置，過(guò)濾收集濾渣，最終的這個(gè)濾渣就是我們要的晶體．
（3）攪拌加熱操作過(guò)程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應(yīng)，由氫氣生成，加熱的時(shí)候HCl會(huì)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(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），進(jìn)行循環(huán)使用．
（5）加入C目的是調(diào)節(jié)pH值，促進(jìn)鋁離子水解，但不能移入新雜質(zhì)，其次在流程圖中的B中或多或少會(huì)留有少量的HCl，因?yàn)榧訜岵荒鼙ＷC所有的HCl全部揮發(fā)．

解答： 解：（1）氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，反應(yīng)離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，反應(yīng)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(guò)量的鹽酸反應(yīng)，過(guò)濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調(diào)pH值，稍靜置，過(guò)濾收集濾渣，最終的這個(gè)濾渣就是我們要的晶體，所以生產(chǎn)過(guò)程中操作B為過(guò)濾．
故答案為：過(guò)濾；
（3）攪拌加熱操作過(guò)程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應(yīng)，有氫氣生成，加熱的時(shí)候HCl會(huì)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(yīng)中副產(chǎn)品y為H₂．
故答案為：H₂．
（4）95°C加熱的時(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可進(jìn)行循環(huán)使用．
故答案為：HCl；
（5）用氫氧化鈉和氨水調(diào)節(jié)pH值，會(huì)引入新的雜質(zhì)，引入鈉離子和銨根離子．所以可以加入Al和氧化鋁進(jìn)行處理，它二者是固體，多了可以過(guò)濾掉的，所以可以使得到的晶體較純凈，鋁灰與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)，過(guò)濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調(diào)pH值，稍靜置，過(guò)濾收集濾渣，最終的這個(gè)濾渣就是我們要的晶體，所以生產(chǎn)過(guò)程中操作C為過(guò)濾、洗滌、干燥．
故答案為：Al或Al₂O₃；過(guò)濾、洗滌、干燥．

點(diǎn)評(píng)：本題以聚合氯化鋁晶體的制備為載體，考查鋁及其化合物性質(zhì)、離子方程式、對(duì)工藝流程的理解、除雜等，難度中等，關(guān)鍵在于對(duì)工藝流程的理解和知識(shí)的遷移運(yùn)用．