Question

【題目】聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和A1(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物，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。聚合氯化鋁生產工藝流程如圖：

(1)反應中副產品a是___（用化學式表示）；

(2)升高pH至4.0～4.5的目的是__；

(3)生產過程中可循環(huán)使用的物質是__（用化學式表示）；

(4)為使得到的晶體較純凈，生產過程中使pH升高的C物質可選用___（填編號）；

a.NaOH b.Al c.氨水 d.A12O3 e.NaAlO2

Answer 1

【答案】H2 促進AlCl3的水解，使晶體析 HCl b、d

【解析】

本題利用聚合氯化鋁生產工藝流程考查鋁及其化合物的性質及轉化，考查學生的分析推理能力。鋁灰主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質，利用鋁灰制備聚合氯化鋁，先用鹽酸溶解鋁灰：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，SiO2不溶于鹽酸，調節(jié)AlCl3溶液的pH至4.0~5.0，使AlCl3部分水解，最后得到聚合三氯化鋁。聚合氯化鋁晶體{[A12(OH)nCl6-nH2O]m}的性質應類似于Al(OH)3和AlCl3。

(1)鋁灰中加鹽酸攪拌加熱至95℃，有反應2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，同時鹽酸揮發(fā)出HCl氣體，因此產生的H2中混有HCl氣體，用水噴淋吸收氣體中的HCl，所以副產品a是H2。

(2)因為聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和A1(OH)3之間的物質，AlCl3在溶液中發(fā)生水解生成Al(OH)3：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，升高溶液的pH至4.0~5.0的目的是：促進AlCl3的水解，使晶體析出。

(3)鋁灰中加鹽酸攪拌加熱至950C，產生的H2中混有鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體，用水噴淋氣體得到的溶液e即為稀鹽酸溶液，鹽酸可以循環(huán)使用。所以生產過程中可循環(huán)使用的物質的化學式為HCl。

(4)加入的c物質是為了促進AlCl3的水解反應：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，Al和Al2O3都可以消耗H+而升高溶液的pH：2Al+6H+=2Al3++3H2↑，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，為不引入新的雜質，c物質應選用Al和Al2O3，答案選b、d。