Question

1．高效净水剂聚合氯化铝铁（PAFC）的组成可表示为[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，该物质广泛应用于日常生活用水和工业废水的处理，PAFC中铁元素的化合价为+3．
某工厂欲以工业废料（金属铝、铁及其氧化物）为原料制取PAFC，设计如下流程：

①所得酸性溶液中，不能确定是否一定存在的阳离子是C
A、Al³⁺             B、Fe²⁺             C、Fe³⁺            D、H⁺
若向该酸性的溶液中加入过量的NaOH溶液，写出Al³⁺转化的离子方程式Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-；
②试剂X最好是下列中的C；反应的离子方程式是2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
A、Fe              B、HNO₃        C、氯水                D、Al
③水解形成的聚合物分散在水中的粒子直径在1nm～100nm之间，请用简单的方法验证该分散系的简单方法是用一束光通过混合物，产生丁达尔现象．

Answer 1

分析 该化合物中，Al元素化合价为+3价、Cl元素化合价为-1价、OH^-化合价为-1价，化合物中各元素化合价代数和为0，据此判断Fe元素化合价；
废料中加入过量稀盐酸，Fe、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀盐酸反应，导致溶液中溶质为HCl、FeCl₂、AlCl₃，因为Al、Fe具有还原性、铁离子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃，向溶液中加入试剂X，然后加入HCl或NaOH调节溶液pH，最后水解聚合得到PAEC，PAEC中铁元素化合价为+3价，酸性溶液中含有亚铁离子，试剂X能氧化亚铁离子且不能引进杂质，所以X最好是氯水，据此分析解答．

解答 解：该化合物中，Al元素化合价为+3价、Cl元素化合价为-1价、OH^-化合价为-1价，化合物中各元素化合价代数和为0，Fe元素化合价=（6-n）×1+n×1-3×1=+3，
故答案为：+3；
废料中加入过量稀盐酸，Fe、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀盐酸反应，导致溶液中溶质为HCl、FeCl₂、AlCl₃，因为Al、Fe具有还原性、铁离子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃，向溶液中加入试剂X，然后加入HCl或NaOH调节溶液pH，最后水解聚合得到PAEC，PAEC中铁元素化合价为+3价，酸性溶液中含有亚铁离子，试剂X能氧化亚铁离子且不能引进杂质，所以X最好是氯水；
①加入的盐酸足量，Fe、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀盐酸反应，导致溶液中溶质为HCl、FeCl₂、AlCl₃，因为Al、Fe具有还原性、铁离子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃；铝离子和足量氢氧根离子反应生成四羟基合铝酸根离子，离子方程式为Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-，
故答案为：C；Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-；
②酸性溶液中含有亚铁离子，试剂X能氧化亚铁离子且不能引进杂质，所以X最好是氯水，铁、Al没有氧化性，硝酸具有氧化性但产生新的杂质，故选氯水，亚铁离子和氯气反应生成氯化铁，离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：C；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
③水解形成的聚合物分散在水中的粒子直径在1nm～100nm之间，则该分散系为胶体，胶体具有丁达尔效应，其检验方法为用一束光通过混合物，产生丁达尔现象，
故答案为：用一束光通过混合物，产生丁达尔现象．

点评 本题考查混合物的分离和提纯，为高频考点，涉及氧化还原反应、胶体性质、离子反应等知识点，明确流程图中发生的反应及溶液中溶质及其性质是解本题关键，注意除杂时不能产生新的杂质，为易错点．