Question

聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6－n]，工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下：

已知：高岭土：Al₂O₃（25%～34%）、SiO₂（40%～50%）、Fe₂O₃（0.5%～3.0%）及少量杂质和水。

①Al³⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2。

根据流程图回答下列问题：

（1）写出溶解过程中反应的离子方程式                、                         ；

（2）加适量铝粉的主要目的是　　　　　　　　　　 ；

（3）溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是                                  ；

（4）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制该温度的操作名称是　　　　　，写出该过程反应的化学方程式                                      。

 

Answer 1

【答案】

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

  （2）除去溶液中的铁离子；

（3）pH超过4.5，Al³⁺会形成Al(OH)₃沉淀；pH低于4.2，Al³⁺水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6－n]。

（4）水浴加热      2AlCl₃+nH₂O= Al₂(OH)_nCl_6－n +nHCl

【解析】

试题分析：（1）高岭土主要成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃，加入15%盐酸溶解发生的反应有Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O。（2）因为溶解液中有Fe³⁺所以加入适量铝粉除去。（3）Al³⁺易水解，pH为5.2水解完全，pH超过4.5，Al³⁺会形成Al(OH)₃沉淀；但pH低于4.2，Al³⁺水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6－n]。（4）控制温度在90～100℃，应用水浴加热。

考点：工业流程

点评：近几年，工业流程图已经称为高考的热点习题，这类习题的特点就是题干复杂，但是问题比较简单，原理都在书本中。