15.聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4n•xH2O,简称PFAS]是一种新型高效水处理剂,以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)和粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为主要原料制备PFAS的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)碱溶时,Al2O3发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3、FeO,对其处理方法是与硫铁矿烧渣一起用硫酸溶解加以利用.
(2)滤液中溶质主要是NaHCO3,酸溶Ⅰ所得溶液中的溶质主要是Al2(SO43(填化学式).
(3)氧化时应控制温度不超过57℃,其原因是温度过高,H2O2会分解.
(4)聚合硫酸铝铁能够净水的原因是聚合硫酸铝铁溶于电离出Fe3+、Al3+,Fe3+、Al3+水解生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,具有吸附性,酸度对净水效果和水质有显著影响.若PFAS中残留硫酸过多,使用时产生的不良后果是会抑制Al3+、Fe3+水解,降低絮凝效果,并且酸度过大影响水质.
(5)AlaFeb(OH)m(SO4n•xH2O中a、b、m、n间的关系为3a+3b=m+2n(用代数式表示),为了测定聚合硫酸铝铁的组成,进行如下实验:
①准确称取8.810g样品溶于150mL0.100mol•L-1稀硫酸,恰好完全反应后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体10.485g;
②另取相同质量的样品,溶于过量的氢碘酸,以磁力搅拌机搅拌,充分反应后,以0.500mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定至浅黄色,滴入几滴淀粉溶液,再滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL.已知:I2+Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,聚合硫酸铝铁的化学式为Al2Fe(OH)3(SO43•24H2O.
14.四碘化锡(SnI4)是一种橙红色结晶,熔点为144.5℃,沸点为364℃,不溶于冷水,溶于醇、苯、氯仿等,遇水易水解,常用作分析试剂和有机合成试剂.实验室制备四碘化锡的主要步骤如下:
步骤1:在150mL干燥的圆底烧瓶中,加入0.476g碎锡箔和2.54gI2,再加入30mL冰醋酸和30mL醋酸酐[(CH3CO)2O].实验装置如图所示,组装好后用煤气灯加热至沸腾约1~1.5h,至反应完成;
步骤2:冷却结晶,过滤得到四碘化锡粗品;
步骤3:粗品中加入30mL氯仿,水浴加热回流溶解后,趁热过滤;
步骤4:将滤液倒入蒸发皿中,置于通风橱内,待氯仿全部挥发后得到SnI4晶体1.881g.
回答下列问题:
(1)图中仪器a的名称为球形冷凝管;冷却水从接口b(填“b”或“c”)进入.
(2)仪器a上连接装有无水CaCl2的干燥管的目的是防止空气中水蒸气进入反应器中;锡箔需剪碎的目的是增大与I2的接触面,加快反应速率;加入醋酸酐的目的是除去体系中的水,防止四碘化锡水解.
(3)烧瓶中发生反应的化学方程式为Sn+2I2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SnI4;单质碘需过量的主要目的是使锡反应完全,防止锡屑混入四碘化锡晶体中.
(4)反应已到终点的现象是紫红色的碘蒸气消失,溶液颜色由紫红色变成橙红色.
(5)步骤3和步骤4的目的是提纯SnI4产品;该次合成的产率为75%.
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