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(wú)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E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(guò)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(guò)程中使pH升高的c物質(zhì)可選用

 

（填編號(hào)）；
a．NaOH    b．Al    c．氨水  d．A1₂O₃    e．NaAlO₂
（5）為測(cè)定[A1₂（OH）_nCl_6-n．?H₂O]_m中的n值，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①稱(chēng)取ag晶體，制成粉末，加熱至質(zhì)量不再變化時(shí)，得到bg固體．此過(guò)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，進(jìn)行如下操作：

 

，
用A試劑溶解→加足量AgNO₃溶液→操作c→烘干→稱(chēng)量為c g固體．試劑A為

 

，操作C為

 

、

 

（填操作名稱(chēng)）．n=

 

（用含a、b、c的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）攪拌加熱操作過(guò)程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應(yīng)，由氫氣生成，加熱的時(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，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(diào)pH值，促進(jìn)鋁離子水解，利用晶體析出；
（3）95°C加熱的時(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），進(jìn)行循環(huán)使用；
（4）加入c的是調(diào)節(jié)pH值，促進(jìn)鋁離子水解，但不能移入新雜質(zhì)，其次在流程圖中的B中或多或少會(huì)留有少量的HCl，因?yàn)榧訜岵荒鼙ＷC所有的HCl全部揮發(fā)；
（5）根據(jù)各個(gè)化學(xué)儀器的使用方法和用途來(lái)回答；
（6）根據(jù)氯離子檢驗(yàn)的方法以及用到的試劑知識(shí)來(lái)回答．

解答：解：（1）攪拌加熱操作過(guò)程，加入鹽酸，鋁與鹽酸反應(yīng)，有氫氣生成，加熱的時(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余氣體為氫氣，反應(yīng)中副產(chǎn)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(jìn)鋁離子水解，有利于聚合氯化鋁晶體析出，故答案為：促進(jìn)AlCl₃水解，使晶體析出；
（3）95°C加熱的時(shí)候HCl會(huì)揮發(fā)，用水噴淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可進(jìn)行循環(huán)使用，
故答案為：HCl；
（4）用氫氧化鈉和氨水調(diào)節(jié)pH值，會(huì)引入新的雜質(zhì)，引入鈉離子和銨根離子．所以可以加入Al和氧化鋁進(jìn)行處理，它二者是固體，多了可以過(guò)濾掉的，所以可以使得到的晶體較純凈，故答案為：bd；
（5）①稱(chēng)取晶體后，制成粉末，應(yīng)該用到研缽，加熱至質(zhì)量不再變化時(shí)，應(yīng)該用坩堝來(lái)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(chēng)出沉淀的質(zhì)量根據(jù)元素守恒可以得到氯離子的量，因?yàn)榉Q(chēng)量得到的cg固體是AgCl，稱(chēng)取ag晶體，制成粉末，加熱至質(zhì)量不再變化時(shí)，得到bg固體，即A1₂（OH）_nCl_6-n的質(zhì)量是b，據(jù)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(diǎn)評(píng)：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(zhì)、離子方程式、對(duì)工藝流程的理解、除雜等，難度大，關(guān)鍵在于對(duì)工藝流程的理解和知識(shí)的遷移運(yùn)用．