18.聚合氯化铝(PAC)是常用于水质净化的无机高分子混凝剂,其化学式可表示为[Al2(OH)nCl6-n]m(n<6,m为聚合度).PAC常用高温活化后的高岭土(主要化学组成为Al2O3、SiO2、Fe2O3)进行制备,工艺流程如图1所示:

(1)盐酸酸浸所涉及反应的离子方程式是6H++Al2O3═2Al3++3H2O、6H++Fe2O3═2Fe3++3H2O.
(2)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3Fe(OH)3
开始沉淀时3.41.5
完全沉淀时4.72.8
注:金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1
根据表中数据解释加入X的主要目的:调节溶液pH至Fe3+完全沉淀,滤渣中主要含有物质的化学式是Fe(OH)3、SiO2
(3)已知:生成液体PAC的反应为2Al3++m(6-n) Cl-+mn H2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mn H+.用碳酸钙调节溶液的pH时,要严控pH的大小,pH偏小或偏大液体PAC的产率都会降低.请解释pH偏小液体PAC产率降低的原因:pH偏小时,抑制平衡2Al3++m(6-n)Cl-+mnH2O?[Al2(OH)nCl6-n]m+mnH+正向移动生成PAC.
(4)浓缩聚合得到含PAC的液体中铝的各种形态主要包括:
Ala--Al3+单体形态铝
Alb--[Al2(OH)nCl6-n]m聚合形态铝
Alc--Al(OH)3胶体形态
图2为Al各形态百分数随温度变化的曲线;图3为含PAC的液体中铝的总浓度AlT随温度变化的曲线.
①50-90℃之间制备的液体PAC中,聚合形态铝含量最多.
②当T>80℃时,AlT明显降低的原因是温度升高,导致液体PAC向Al(OH)3沉淀转化.
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