题目内容
聚合氯化铝晶体是一种高效无机水处理剂，其化学式为[Al2（OH）nCl6-n?XH2O]m，它的制备原理是调节AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出．下图是一种工业制备聚合氯化铝晶体的工艺流程，制备原料主要是铝加工行业的废渣--铝灰，主要含Al2O3、Al，另有SiO2等杂质．
（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式______；______．
（2）生产过程中操作1和操作2的名称为______．
（3）反应中副产品A是______，生产过程中可循环使用的物质是______．（均用化学式表示）
（4）生产中要严格控制溶液中pH，过小，则氯化铝水解不完全，且m值偏小，产品产量质量会降低．而pH过大，产量也会降低，其原因是______．
（5）已知：2Al（s）+
O2（g）=Al2O3（s）；△H=-akJ?mol-1
3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）；△H=-bkJ?mol-1
写出Al和Fe3O4发生铝热反应的热化学方程式，△H值用a、b表示．______．
（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式______；______．
（2）生产过程中操作1和操作2的名称为______．
（3）反应中副产品A是______，生产过程中可循环使用的物质是______．（均用化学式表示）
（4）生产中要严格控制溶液中pH，过小，则氯化铝水解不完全，且m值偏小，产品产量质量会降低．而pH过大，产量也会降低，其原因是______．
（5）已知：2Al（s）+
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3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）；△H=-bkJ?mol-1
写出Al和Fe3O4发生铝热反应的热化学方程式，△H值用a、b表示．______．
（1）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，反应离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气，反应离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；2Al+6H+=2Al3++3H2↑；
（2）铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣．最终的这个滤渣就是我们要的晶体，所以生产过程中操作Ⅰ和Ⅱ的均为过滤．
故答案为：过滤；
（3）气体A为铝和盐酸反应生成的氢气，95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可进行循环使用．
故答案为：H2，HCl；
（4）铝离子水解，Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+，降低氢离子浓度促进铝离子水解，有利于聚合氯化铝晶体析出，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）4]-；
故答案为：AlCl3完全水解为Al（OH）3，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）4]-；
（5）①2Al（s）+
O2（g）=Al2O3（s）；△H=-akJ?mol-1
②3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）；△H=-bkJ?mol-1
依据盖斯定律计算①×4-②×3得到Al和Fe3O4发生铝热反应的热化学方程式：8Al（s）+3Fe3O4（s）=4Al2O3（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ?mol-1；
故答案为：8Al（s）+3Fe3O4（s）=4Al2O3（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ?mol-1；
铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气，反应离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；2Al+6H+=2Al3++3H2↑；
（2）铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣．最终的这个滤渣就是我们要的晶体，所以生产过程中操作Ⅰ和Ⅱ的均为过滤．
故答案为：过滤；
（3）气体A为铝和盐酸反应生成的氢气，95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可进行循环使用．
故答案为：H2，HCl；
（4）铝离子水解，Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+，降低氢离子浓度促进铝离子水解，有利于聚合氯化铝晶体析出，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）4]-；
故答案为：AlCl3完全水解为Al（OH）3，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）4]-；
（5）①2Al（s）+
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②3Fe（s）+2O2（g）=Fe3O4（s）；△H=-bkJ?mol-1
依据盖斯定律计算①×4-②×3得到Al和Fe3O4发生铝热反应的热化学方程式：8Al（s）+3Fe3O4（s）=4Al2O3（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ?mol-1；
故答案为：8Al（s）+3Fe3O4（s）=4Al2O3（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ?mol-1；
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