Question

2．鋁鐵合金在微電機中有廣泛應用，某興趣小組為利用廢棄的鋁鐵合金設計了如圖1實驗流程制備聚合硫酸鐵和明礬：

（1）浸泡、過濾過程中加入過量的試劑X目的是將鋁、鐵分離．試劑X是一種常見的強堿，明礬是一種硫酸鹽，化學式為KAl（SO₄）₂•12H₂O．試劑X 應為KOH（填化學式）．
（2）聚合硫酸鐵是一種無毒無害、化學性質穩定、能與水混溶的新型混凝劑，微溶于乙醇，其化學式可表示為[Fe₂（OH）_x（SO₄）_y]_n．
①混凝劑聚合硫酸鐵可用于凈水的原理是聚合硫酸鐵具有吸附作用，吸附懸浮顆粒，形成較大顆粒而沉降．
②請用含y的代數式表示x的數值：x=6-2y．
③水解過程中，溶液的pH與x的關系如圖2所示．溶液的pH=3時聚合硫酸鐵中x的數值達到最大值．加入試劑 Fe₂O₃目的是調節混合溶液pH．
④濃縮時需要向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是降低聚合硫酸鐵的溶解度，以便析出；所得產物易于干燥．

Answer 1

分析 根據給出的轉化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

解答 解：
（1）浸泡、過濾過程中加入過量的試劑X目的是將鋁、鐵分離．由于鋁是良性金屬，既能與酸反應，也能與強堿反應，所以應該是加入了強堿，而根據明礬的化學式為KAl（SO₄）₂•12H₂O可知組成元素含有鉀，根據質量守恒定律可知加入的強堿試劑X 應為 KOH．
（2）聚合硫酸鐵是一種無毒無害、化學性質穩定、能與水混溶的新型混凝劑，微溶于乙醇，其化學式可表示為[Fe₂（OH）_x（SO₄）_y]_n．
①絮凝原理參照明礬進行分析，所以混凝劑聚合硫酸鐵可用于凈水的原理是 聚合硫酸鐵具有吸附作用，吸附懸浮顆粒，形成較大顆粒而沉降．
②根據化合物中化合價的代數和為零，且鐵為+3價，氫氧根為-1價，硫酸根為-2價，則有（+3）×2+（-1）×x+（-2）×y=0．則有x=6-2y．
③水解過程中，溶液的pH與x的關系如圖2所示．由圖可知溶液的pH=3時聚合硫酸鐵中x的數值達到最大值．所以加入試劑 Fe₂O₃的目的是調節混合溶液pH到3，以使聚合硫酸鐵中x的數值達到最大值．
④濃縮時需要向其中加入一定量的乙醇，根據信息提示“聚合硫酸鐵是微溶于乙醇”同時乙醇是一種易揮發物質，所以加入乙醇的目的是 降低聚合硫酸鐵的溶解度，以便析出；所得產物易于干燥．
故答案為：
（1）KOH； 
（2）
①聚合硫酸鐵具有吸附作用，吸附懸浮顆粒，形成較大顆粒而沉降；
②6-2y；    
 ③3；  調節混合溶液pH；
④降低聚合硫酸鐵的溶解度，以便析出；所得產物易于干燥．

點評 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實際上與復雜的轉化圖相比，其實很簡單很基礎，或者可以說轉化圖提供的是情境，考查基本知識．