Question

6．聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式為[Al₂（OH）_nCl_6-n•xH₂O]m，它是一種高效無機(jī)水處理劑，它的制備原理是調(diào)節(jié)增大AlCl₃溶液的pH，通過促進(jìn)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)的工藝流程如圖：

（1）攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑．
（2）生產(chǎn)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(yīng)中副產(chǎn)品a是H₂（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HCl（用化學(xué)式表示）．
（5）調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5的目的是促進(jìn)AlCl₃水解，使晶體析出．
（6）實(shí)驗(yàn)室要測(cè)定水處理劑產(chǎn)品中n和x的值．為使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確，需得到的晶體較純凈．生產(chǎn)過程中C物質(zhì)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(zhì)，加水清洗后加入氯化氫溶液加熱發(fā)生的反應(yīng)是鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，氧化鋁和鹽酸反應(yīng)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(diào)節(jié)溶液PH得到通過促進(jìn)其水解而結(jié)晶析出，
（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：鋁灰與過量的鹽酸反應(yīng)，過濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調(diào)pH值，稍靜置，過濾收集濾渣，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）溶液調(diào)pH值，促進(jìn)鋁離子水解，利用晶體析出．
（6）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）鋁灰與過量的鹽酸反應(yīng)，過濾后收集濾液，加熱濃縮至飽和，調(diào)pH值，稍靜置，過濾收集濾渣，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(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a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）鋁離子水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，降低氫離子濃度促進(jìn)鋁離子水解，有利于聚合氯化鋁晶體析出．
故答案為：促進(jìn)AlCl₃水解，使晶體析出；
（6）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，多了可以過濾掉的，所以可以使得到的晶體較純凈．
故答案為：BD．

點(diǎn)評(píng) 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．