Question

【题目】聚合化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6－n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：

根据流程图回答下列问题：

（1）“煅烧”的目的是 。

（2）配制质量分数15%的盐酸需要200ml30%的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和 g蒸馏水，配制用到的仪器有 。

（3）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为 。

（4）加少量铝粉的主要作用是 。

（5）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是 。

（6）若溶解过程改为加入一定浓度的氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为 。

Answer 1

【答案】（1）改变高岭土的结构，使其能溶于酸（1分）

（2）230（1分）烧杯、玻璃棒、量筒（2分）

（3）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O（1分）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（1分）

（4）除去溶液中的铁离子（1分）（5）水浴加热（1分）

（6）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O（1分）SiO2+2OH－=SiO32－+H2O（1分）

【解析】

试题分析：（1）高岭土的化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分，“煅烧”的目的是改变高岭土的结构，使其能溶于酸。

（2）设需要蒸馏水x g，根据稀释前后溶质的质量不变可列方程为：200×1.15×30%==(200×1.15+x)×15%，解得x=230g。即需要蒸馏水230克；配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒。

（3）溶解过程加入了稀盐酸，高岭土中的氧化铝、氧化铁与稀盐酸反应生成盐和水，则反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。

（4）铝比铁活泼，铝与Fe3+反应生成Al3+和铁单质，所以加少量铝粉的主要作用是除去溶液中的铁离子。

（5）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是水浴加热。

（6）高岭土中的氧化铝和SiO2均和NaOH溶液反应，所以溶解过程改为加入一定浓度的氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O、SiO2+2OH－=SiO32－+H2O。