题目内容
14．2014年我国各地出现连续干旱，给生产生活带来严重影响．为确保人、畜用水和安全，净水剂选择与制备尤为重要．（1）聚合氯化铝晶体（[Al2（OH）nC16-n•xH2O]m）是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出．利用高岭土（化学组成为：A12O3、SiO2、Fe2O3，及少量杂质和水分，高岭土在煅烧的过程中可除去杂质和水分）制备聚合氯化铝，其制备过程有如下两种途径如图1：
①途径Ⅰ和途径Ⅱ哪种更合理？途径I．
②途径Ⅰ中加入铝粉最主要的目的是c．
a．中和过量的盐酸 b．将Fe3+还原为便于人体吸收的Fe2+
c．除去溶液中的铁元素 d．制备生成聚合氯化铝所需要的AlCl3
③加入碳酸钙调节溶液pH至4.0～4.5的目的是调节增大溶液的pH，促使氯化铝水解而结晶析出．
④蒸发浓缩过程中生成Al2（OH）nC16-n•xH2O的化学反应方程式是2AlCl3+（x+n）H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2（OH）nCl6-n•xH2O+nHCl↑．
（2）Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如图2所示，请根据图示分析：电解过程中的电池反应为Fe+2OH-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑；每转移0.6mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积为6.72L．
分析 （1）将高岭土（化学组成为：A12O3、SiO2、Fe2O3、及少量杂质和水分，高岭土在煅烧的过程中可除去杂质和水分）煅烧，除去少量杂质和水分，
途径I：向固体中加入过量稀盐酸，发生反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，向溶液中加入适量铝粉，发生反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+、3Fe2++2Al=2Al3++3Fe，过滤除去滤渣SiO2 、Fe，滤液中只含AlCl3；
途径II：向固体中加入过量NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH=2 NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，过滤得到滤渣Fe2O3，滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3，然后向滤液中加入过量稀盐酸，发生反应NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O、Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，两种滤液混合，然后加入碳酸钙并调节溶液的pH至4.0-4.5，碳酸钙和过量的稀盐酸反应，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，然后蒸发浓缩得到聚合氯化铝晶体（[Al2（OH）nC16-n•xH2O]m）；
（2）电解时，Fe失电子转化为高铁酸根离子，所以Fe作阳极，阴极上氢离子放电生成氢气，所以电池反应式为Fe+2OH-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑，根据生成气体和转移电子之间关系式计算．
解答 解：（1）将高岭土（化学组成为：A12O3、SiO2、Fe2O3、及少量杂质和水分，高岭土在煅烧的过程中可除去杂质和水分）煅烧，除去少量杂质和水分，
途径I：向固体中加入过量稀盐酸，发生反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，向溶液中加入适量铝粉，发生反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+、3Fe2++2Al=2Al3++3Fe，过滤除去滤渣SiO2 、Fe，滤液中只含AlCl3；
途径II：向固体中加入过量NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH=2 NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，过滤得到滤渣Fe2O3，滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3，然后向滤液中加入过量稀盐酸，发生反应NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O、Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，两种滤液混合，然后加入碳酸钙并调节溶液的pH至4.0-4.5，碳酸钙和过量的稀盐酸反应，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，然后蒸发浓缩得到聚合氯化铝晶体（[Al2（OH）nC16-n•xH2O]m）；
（1）①途径Ⅰ中滤液中只含氯化铝，途径II滤液中含有NaCl、AlCl3，所以途径I更合理，
故答案为：途径Ⅰ；
②通过以上分析知，途径Ⅰ中加入铝粉最主要的目的是除去Fe元素，将Fe元素转化为Fe单质通过过滤而除去，故选c；
③通过以上分析知，加入碳酸钙的目的是除去过量的稀盐酸从而调节增大溶液的pH，从而促进氯化铝水解而结晶析出，
故答案为：调节增大溶液的pH，促使氯化铝水解而结晶析出；
④蒸发浓缩过程中生成Al2（OH）nC16-n•xH2O的化学反应方程式为2AlCl3+（x+n）H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2（OH）nCl6-n•xH2O+nHCl↑，
故答案为：2AlCl3+（x+n）H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2（OH）nCl6-n•xH2O+nHCl↑；
（2）电解时，Fe失电子转化为高铁酸根离子，所以Fe作阳极，阴极上氢离子放电生成氢气，所以电池反应式为Fe+2OH-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑，根据电池反应式知，每转移0.6mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积=$\frac{0.6mol}{6}$×22.4L/mol=6.72L；
阳极生成的亚铁离子在阴极被氧化，所以阳离子需要通过离子交换膜，则该离子交换膜为阳离子交换膜，
故答案为：Fe+2OH-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$FeO42-+3H2↑；6.72L．
点评 本题考查物质制备，为高频考点，涉及物质分离和提纯、元素化合物性质、电解原理等知识点，侧重考查学生分析、判断、知识运用及基本操作能力，明确每一步操作中发生的反应及操作方法，题目难度不大．
某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和溶液．下列说法正确的是（ ）| A． | a电极上发生的反应为：MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O | |
| B． | 外电路电子的流向是从a到b | |
| C． | 电池工作时，盐桥中的SO42-移向甲烧杯 | |
| D． | b电极上发生还原反应 |
| 元素 | 结构特点及元素、单质、化合物的性质 |
| X | 气态氢化物与最高价氧化物对应水化物可以化合成盐 |
| Y | 原子中s电子数与p电子数相同，且p电子的能量最高 |
| Z | 单质在空气中燃烧产生黄色火焰，生成黄色粉末 |
| W | 最外层电子排布（n+1）sn（n+1）pn-1 |
| T | 单质升华可以产生紫色的烟 |
（2）Z单质在空气中燃烧生成黄色粉末，写出该物质的电子式
；已知w 的氯化物在177.8°C时会发生升华现象，由此可以判断它的晶体类型为分子晶体．（3）W的最高价氧化物对应水化物可以与X、Z的最高价氧化物对应水化物反应，写出反 应的离子方程式：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（4）一种元素有多种可变价态，一般高价氧化物对应水化物成酸，低价氧化物对应水化物成碱．Y、T可形成多种化合物，其中T元素的化合价为+3、+5时，形成的化合物的化学式为AB．
A．T2Y4 B．T4Y9 C．T6Y10 D．T2Y3．
| A． | 在0.1molNaHSO4晶体中阳离子与阴离子总数为0.3NA | |
| B． | 1.0L0.1mol•L-1NH4NO3溶液中含有的铵根离子数是0.1×6.02×1023 | |
| C． | 7.8gNa2O2与足量CO2反应，转移的电子数为0.1NA | |
| D． | 向仅含0.2molFeI2的溶液中持续通入氯气，当有0.1molFe2+被氧化时，需通入标况下C121.12L |
| A． | 铜电极上发生还原反应 | B． | 石墨电极附近溶液呈红色 | ||
| C． | 溶液中的Na+向石墨电极移动 | D． | 铜电极附近观察到黄绿色气体 |
| A． | 常温常压下，15g甲基（-CH3）所含的中子数为6NA | |
| B． | 一定条件下足量的Fe粉与浓硫酸反应，转移电子数一定为3NA | |
| C． | 在1L的碳酸钠溶液中，若c（CO32-）=1mol/L，则Na+个数为2NA | |
| D． | 含4NA个离子的固体Na2O2溶于水配成1L溶液，所得溶液中Na+的浓度为1mol/L |
由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀．应用如图所示电解实验可制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀．两电极的材料分别为石墨和铁．