Question

2．铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如图1实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：

（1）浸泡、过滤过程中加入过量的试剂X目的是将铝、铁分离．试剂X是一种常见的强碱，明矾是一种硫酸盐，化学式为KAl（SO₄）₂•12H₂O．试剂X 应为KOH（填化学式）．
（2）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型混凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe₂（OH）_x（SO₄）_y]_n．
①混凝剂聚合硫酸铁可用于净水的原理是聚合硫酸铁具有吸附作用，吸附悬浮颗粒，形成较大颗粒而沉降．
②请用含y的代数式表示x的数值：x=6-2y．
③水解过程中，溶液的pH与x的关系如图2所示．溶液的pH=3时聚合硫酸铁中x的数值达到最大值．加入试剂 Fe₂O₃目的是调节混合溶液pH．
④浓缩时需要向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是降低聚合硫酸铁的溶解度，以便析出；所得产物易于干燥．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）浸泡、过滤过程中加入过量的试剂X目的是将铝、铁分离．由于铝是良性金属，既能与酸反应，也能与强碱反应，所以应该是加入了强碱，而根据明矾的化学式为KAl（SO₄）₂•12H₂O可知组成元素含有钾，根据质量守恒定律可知加入的强碱试剂X 应为 KOH．
（2）聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型混凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe₂（OH）_x（SO₄）_y]_n．
①絮凝原理参照明矾进行分析，所以混凝剂聚合硫酸铁可用于净水的原理是 聚合硫酸铁具有吸附作用，吸附悬浮颗粒，形成较大颗粒而沉降．
②根据化合物中化合价的代数和为零，且铁为+3价，氢氧根为-1价，硫酸根为-2价，则有（+3）×2+（-1）×x+（-2）×y=0．则有x=6-2y．
③水解过程中，溶液的pH与x的关系如图2所示．由图可知溶液的pH=3时聚合硫酸铁中x的数值达到最大值．所以加入试剂 Fe₂O₃的目的是调节混合溶液pH到3，以使聚合硫酸铁中x的数值达到最大值．
④浓缩时需要向其中加入一定量的乙醇，根据信息提示“聚合硫酸铁是微溶于乙醇”同时乙醇是一种易挥发物质，所以加入乙醇的目的是 降低聚合硫酸铁的溶解度，以便析出；所得产物易于干燥．
故答案为：
（1）KOH； 
（2）
①聚合硫酸铁具有吸附作用，吸附悬浮颗粒，形成较大颗粒而沉降；
②6-2y；    
 ③3；  调节混合溶液pH；
④降低聚合硫酸铁的溶解度，以便析出；所得产物易于干燥．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．