Question

【題目】聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和A1(OH)3之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰，它主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝流程如下：

（1）反應(yīng)中副產(chǎn)品a是______（用化學(xué)式表示）；

（2）升高pH至4.0～4.5的目的是______；

（3）生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是______（用化學(xué)式表示）；

（4）為使得到的晶體較純凈，生產(chǎn)過程中使pH升高的C物質(zhì)可選用______（填編號）；

a．NaOHb．Alc．氨水d．A12O3e．NaAlO2

（5）聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式可表示為[A12(OH)nCl6-nH2O]m，實(shí)驗(yàn)室為測定n的值，進(jìn)行如下操作：

①稱取ag晶體，制成粉末，加熱至質(zhì)量不再變化時，得到bg。此過程可能用到的下列儀器有______；

a.蒸發(fā)皿 b.坩堝 c.研缽 d.試管

②另取a g晶體：用A試劑溶解→加足量AgNO3溶液→進(jìn)行C操作→洗滌、烘干→稱量為cg。則試劑A為______（填物質(zhì)名稱），C操作為______（填操作名稱）。最后綜合推算出n的值_____ 。

Answer 1

【答案】H2 促進(jìn)AlCl3的水解，使晶體析出 HCl b、d b、c 硝酸 過濾 (861b-102c)/143.5b

【解析】

利用鋁灰制備聚合氯化鋁，先用鹽酸溶解鋁灰：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，SiO2不溶于鹽酸，調(diào)節(jié)AlCl3溶液的pH至4.0~5.0，使AlCl3部分水解，最后得到聚合三氯化鋁。聚合氯化鋁晶體{[A12(OH)nCl6-nH2O]m}的性質(zhì)應(yīng)類似于Al(OH)3和AlCl3。由此分析。

(1)鋁灰中加鹽酸攪拌加熱至950C，有反應(yīng)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，同時鹽酸揮發(fā)出HCl氣體，因此產(chǎn)生的H2中混有HCl氣體，用水噴淋吸收氣體中的HCl，所以副產(chǎn)品a是H2。

(2)因?yàn)榫酆下然�鋁晶體是介于AlCl3和A1(OH)3之間的物質(zhì)，AlCl3在溶液中發(fā)生水解生成Al(OH)3：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，升高溶液的pH至4.0~5.0的目的是：促進(jìn)AlCl3的水解，使晶體析出。

(3)鋁灰中加鹽酸攪拌加熱至950C，產(chǎn)生的H2中混有鹽酸揮發(fā)出來的HCl氣體，用水噴淋氣體得到的溶液e即為稀鹽酸溶液，鹽酸可以循環(huán)使用。所以生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)的化學(xué)式為HCl。

(4)加入的c物質(zhì)是為了促進(jìn)AlCl3的水解反應(yīng)：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，Al和Al2O3都可以消耗H+而升高溶液的pH：2Al+6H+=2Al3++3H2↑，Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，為不引入新的雜質(zhì)，c物質(zhì)應(yīng)選用Al和Al2O3，答案選b、d。

(5)①晶體制成粉末要在研缽中將其研碎，加熱固體物質(zhì)一般使用坩堝，答案選bc。②該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y定a g晶體中Cl-的物質(zhì)的量。溶解晶體的試劑應(yīng)該選用硝酸溶液（既能溶解晶體也不干擾Cl-物質(zhì)的量的測定），加入AgNO3溶液是為了將試樣中的Cl-轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，所以c操作是過濾，最后得到c g純凈的AgCl沉淀。c gAgCl的物質(zhì)的量==mol。聚合氯化鋁晶體[A12(OH)nCl6-nH2O]m的性質(zhì)應(yīng)與Al(OH)3和AlCl3類似，所以加熱晶體過程中先有AlCl3水解完全生成Al(OH)3，再有Al(OH)3受熱分解，當(dāng)加熱至質(zhì)量不再變化時，即得到b g純凈的Al2O3，因此a g晶體中鋁元素物質(zhì)的量==mol。所以聚合氯化鋁晶體{[A12(OH)nCl6-nH2O]m}中鋁元素與氯元素物質(zhì)的量之比=2:(6-n)= :，解得n=。