Question

【题目】聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产工艺流程如下：

（1）反应中副产品a是______（用化学式表示）；

（2）升高pH至4.0～4.5的目的是______；

（3）生产过程中可循环使用的物质是______（用化学式表示）；

（4）为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用______（填编号）；

a．NaOHb．Alc．氨水d．A12O3e．NaAlO2

（5）聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[A12(OH)nCl6-nH2O]m，实验室为测定n的值，进行如下操作：

①称取ag晶体，制成粉末，加热至质量不再变化时，得到bg。此过程可能用到的下列仪器有______；

a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管

②另取a g晶体：用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→进行C操作→洗涤、烘干→称量为cg。则试剂A为______（填物质名称），C操作为______（填操作名称）。最后综合推算出n的值_____ 。

Answer 1

【答案】H2 促进AlCl3的水解，使晶体析出 HCl b、d b、c 硝酸 过滤 (861b-102c)/143.5b

【解析】

利用铝灰制备聚合氯化铝，先用盐酸溶解铝灰：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，SiO2不溶于盐酸，调节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铝。聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-nH2O]m}的性质应类似于Al(OH)3和AlCl3。由此分析。

(1)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C，有反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，同时盐酸挥发出HCl气体，因此产生的H2中混有HCl气体，用水喷淋吸收气体中的HCl，所以副产品a是H2。

(2)因为聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的物质，AlCl3在溶液中发生水解生成Al(OH)3：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，升高溶液的pH至4.0~5.0的目的是：促进AlCl3的水解，使晶体析出。

(3)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C，产生的H2中混有盐酸挥发出来的HCl气体，用水喷淋气体得到的溶液e即为稀盐酸溶液，盐酸可以循环使用。所以生产过程中可循环使用的物质的化学式为HCl。

(4)加入的c物质是为了促进AlCl3的水解反应：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，为不引入新的杂质，c物质应选用Al和Al2O3，答案选b、d。

(5)①晶体制成粉末要在研钵中将其研碎，加热固体物质一般使用坩埚，答案选bc。②该实验目的是测定a g晶体中Cl-的物质的量。溶解晶体的试剂应该选用硝酸溶液（既能溶解晶体也不干扰Cl-物质的量的测定），加入AgNO3溶液是为了将试样中的Cl-转化为AgCl沉淀，所以c操作是过滤，最后得到c g纯净的AgCl沉淀。c gAgCl的物质的量==mol。聚合氯化铝晶体[A12(OH)nCl6-nH2O]m的性质应与Al(OH)3和AlCl3类似，所以加热晶体过程中先有AlCl3水解完全生成Al(OH)3，再有Al(OH)3受热分解，当加热至质量不再变化时，即得到b g纯净的Al2O3，因此a g晶体中铝元素物质的量==mol。所以聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-nH2O]m}中铝元素与氯元素物质的量之比=2:(6-n)= :，解得n=。