Question

聚合氯化鋁晶體[A1₂（OH）_nCl_6-n．?H₂O]_m是介于AlCl₃和Al（OH）₃之間的一種水溶性無機高分子聚合物，其制備原料主要是鋁加工行業的廢渣--鋁灰，它主要含Al₂O₃、Al，還有SiO₂等雜質．聚合氯化鋁生產工藝流程如下：

（1）反應中副產品E是

 

（用化學式表示）；
（2）升高pH至4.0～4.5的目的是

 

；
（3）生產過程中可循環使用的物質是

 

（用化學式表示）；
（4）為使得到的晶體較純凈，生產過程中使pH升高的c物質可選用

 

（填編號）；
a．NaOH    b．Al    c．氨水  d．A1₂O₃    e．NaAlO₂
（5）為測定[A1₂（OH）_nCl_6-n．?H₂O]_m中的n值，進行如下實驗：
①稱取ag晶體，制成粉末，加熱至質量不再變化時，得到bg固體．此過程可能用到的  下列儀器有

 

；
a．蒸發皿    b．坩堝    c．研缽  d．試管
②另取a g晶體，進行如下操作：

 

，
用A試劑溶解→加足量AgNO₃溶液→操作c→烘干→稱量為c g固體．試劑A為

 

，操作C為

 

、

 

（填操作名稱）．n=

 

（用含a、b、c的代數式表示）．

Answer 1

分析：（1）攪拌加熱操作過程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應，由氫氣生成，加熱的時候HCl會揮發，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余氣體為氫氣；
（2）溶液調pH值，促進鋁離子水解，利用晶體析出；
（3）95°C加熱的時候HCl會揮發，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），進行循環使用；
（4）加入c的是調節pH值，促進鋁離子水解，但不能移入新雜質，其次在流程圖中的B中或多或少會留有少量的HCl，因為加熱不能保證所有的HCl全部揮發；
（5）根據各個化學儀器的使用方法和用途來回答；
（6）根據氯離子檢驗的方法以及用到的試劑知識來回答．

解答：解：（1）攪拌加熱操作過程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應，有氫氣生成，加熱的時候HCl會揮發，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余氣體為氫氣，反應中副產品a為H₂，故答案為：H₂；
（2）鋁離子水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，降低氫離子濃度促進鋁離子水解，有利于聚合氯化鋁晶體析出，故答案為：促進AlCl₃水解，使晶體析出；
（3）95°C加熱的時候HCl會揮發，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可進行循環使用，
故答案為：HCl；
（4）用氫氧化鈉和氨水調節pH值，會引入新的雜質，引入鈉離子和銨根離子．所以可以加入Al和氧化鋁進行處理，它二者是固體，多了可以過濾掉的，所以可以使得到的晶體較純凈，故答案為：bd；
（5）①稱取晶體后，制成粉末，應該用到研缽，加熱至質量不再變化時，應該用坩堝來加熱，故答案為：bc；
②將[A1₂（OH）_nCl_6-n．?H₂O]_m溶解后加入硝酸酸化的硝酸銀可以將氯離子全部沉淀，稱出沉淀的質量根據元素守恒可以得到氯離子的量，因為稱量得到的cg固體是AgCl，稱取ag晶體，制成粉末，加熱至質量不再變化時，得到bg固體，即A1₂（OH）_nCl_6-n的質量是b，據Cl元素守恒，則

c

143.5

=

b

54+17n+35.5(6-n)

×(6-n)，解得n=

861b-102c

143.5b

，故答案為：

861b-102c

143.5b

．

點評：本題以聚合氯化鋁晶體的制備為載體，考查鋁及其化合物性質、離子方程式、對工藝流程的理解、除雜等，難度大，關鍵在于對工藝流程的理解和知識的遷移運用．