题目内容
【题目】“一酸两浸,两碱联合”法是实现粉煤灰(含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等)综合利用的新工艺。工业流程如下:
回答下列问题:
(1)聚合氯化铝铁(PAFC)化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)xCl6-x]y,是一种新型高效的净水剂,PAFC中铁元素的化合价为___________。
(2)“一酸两浸”中的酸是________________(填化学式)。
(3)实际工业中“酸浸”、“碱浸”均不能充分反应,滤渣A中主要含有SiO2、Al2O3。“纯碱混合焙烧”中,它们分别发生反应的化学方程式为__________、________。
(4)“滤液B”的主要溶质有_________(填化学式)。滤液混合后“蒸发”的作用是__________________。
(5)“电解”时阳极的电极反应式为_______________。
(6)PAFC、无水AlCl3、FeCl3·6H2O用量均为25 mg·时,处理不同pH污水的浊度去除率如图所示,PAFC的优点是________。
【答案】 +3 HCl Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ AlCl3、NaCl 促进Al3+、Fe3+水解生成了聚合氯化铝铁(PAFC) 2Cl-2e- = Cl2↑ 聚合氯化铝铁(PAFC)净水效率高,pH适用范围广
【解析】(1)由Fe2(OH)xCl6-x中元素化合价代数和等于零求得,铁元素的化合价为+3。(2)由最后产品含有氯元素分析可知,此酸是盐酸,即HCl;(3)SiO2、Al2O3分别与纯碱混合焙烧(类似工业制玻璃的反应),化学方程式为:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑;(4)生成的Na2SiO3、NaAlO2经盐酸酸浸后生成硅酸沉淀、氯化铝溶液、氯化钠溶液;加热可促进铝离子、铁离子水解生成聚合氯化铝铁;(5)电解熔融氯化钠,在阳极得到氯气,电极反应式为:2Cl-2e- = Cl2↑;(6)由实验图示对比分析可知,PAFC净化作用pH范围为3—10,净化率非常高,而无水AlCl3、FeCl3·6H2O净化率比较低且作用时受溶液pH的范围的限制。