Question

【题目】碱式氯化铝[Al2(OH)xCl(6-x)]y是一种高效净水剂，利用“铝灰酸溶一步法”可制得。研究表明酸溶反应的最佳条件是选用6mol·L-1的盐酸，温度控制在85℃左右，以中等速度搅拌。

(1)写出铝灰中主要成分铝与盐酸反应生成Al2(OH)xCl(6-x)的化学方程式_________________。

(2)若用溶质质量分数36.5%的浓盐酸(密度为1.16g·cm-3)配制50mL6mol·L-1的盐酸，所有浓盐酸的体积为___________________。

(3)以中等速度搅拌的理由是__________________。

(4)为测定某[Al2(OH)xCl(6-x)]y样品组成中的x值，可以采取如下方法：取两份等质量的样品，一份样品用足量的稀HNO3溶解后，加入足量的AgNO3溶液，得到3.157g白色沉淀；另一份样品配成500mL溶液，取出12.50mL溶液，加入0.1000mol·L-1EDTA标准溶液25.00mL，调节溶液pH为3~4，煮沸，冷却后用0.1000mol·L-1ZnSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗ZnSO4标准溶液20.00mL(已知Al3+、Zn2+与EDTA 反应的化学计量比均为1:1)。计算[Al2(OH)xCl(6-x)]y样品中的x值(写出计算过程)______。

Answer 1

【答案】2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑ 25.9 搅拌速度过快，导致盐酸挥发太快；搅拌速度过慢，反应速率慢 3.8

【解析】

(1)铝与盐酸、水共同作用下生成Al2(OH)xCl(6-x)和H2，据此写出化学方程式；

(2)根据c=1000×ρ×ω/M可求出浓盐酸的浓度；根据溶液稀释规律可求出需要浓盐酸的体积；

(3)温度低，反应速率慢，温度高盐酸挥发；

(4)先根据氯化银的质量求出氯化银的物质的量，根据氯离子守恒可求出n(Cl-)=n(AgCl)；然后用标准液EDTA滴定铝离子，标准液EDTA过量，用0.1000mol·L-1ZnSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，然后用总的EDTA的量减去剩余的EDTA的量，即为12.50mL溶液中含有的n(Al3+)，最后转换成500mL溶液含有n(Al3+)，列式n(Al3+)/ n(Cl-)=2/(6-x)求解x。

(1)铝与盐酸、水共同作用下生成Al2(OH)xCl(6-x)和H2，化学方程式为：2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑；

综上所述，本题答案是：2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑。

(2)根据c=1000×ρ×ω/M可知，浓盐酸的浓度=1000×1.16g·cm-3×36.5%/36.5g/mol=11.6mol/L；根据稀释前后溶质的量不变可知：11.6mol/L×VL =10-3×50mL×6mol·L-1，V=0.025.9L=25.9mL；

综上所述，本题答案是：25.9。

(3)反应中加入盐酸试剂，盐酸具有挥发性，因此在搅拌时，搅拌速度过快，导致盐酸挥发太快；搅拌速度过慢，反应速率慢，因此要以中等速度搅拌；

综上所述，本题答案是：搅拌速度过快，导致盐酸挥发太快；搅拌速度过慢，反应速率慢。

(4)n(Cl-)=n(AgCl)= 3.157g/143.5g/mol=0.022mol；n(Al3+)=0.1000mol·L-1×(25.00mL-20.00mL)×10-3×(500mL/12.50mL)=0.02mol；n(Al3+)/ n(Cl-)=2/(6-x)= 0.02/0.022, x=3.8；

综上所述，本题答案是：3.8。