Question

【題目】聚合化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態的堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6－n。本實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制備堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土，化學組成為：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量雜質和水分。已知氧化鋁有多種不同的結構，化學性質也有差異，且一定條件下可相互轉化；高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下：

根據流程圖回答下列問題：

（1）“煅燒”的目的是 。

（2）配制質量分數15%的鹽酸需要200ml30%的濃鹽酸（密度約為1.15g·cm－3）和 g蒸餾水，配制用到的儀器有 。

（3）“溶解”過程中發生反應的離子方程式為 。

（4）加少量鋁粉的主要作用是 。

（5）“蒸發濃縮”需保持溫度在90～100℃，控制溫度的實驗方法是 。

（6）若溶解過程改為加入一定濃度的氫氧化鈉溶液，發生反應的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）改變高嶺土的結構，使其能溶于酸（1分）

（2）230（1分）燒杯、玻璃棒、量筒（2分）

（3）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O（1分）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（1分）

（4）除去溶液中的鐵離子（1分）（5）水浴加熱（1分）

（6）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O（1分）SiO2+2OH－=SiO32－+H2O（1分）

【解析】

試題分析：（1）高嶺土的化學組成為：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量雜質和水分，“煅燒”的目的是改變高嶺土的結構，使其能溶于酸。

（2）設需要蒸餾水x g，根據稀釋前后溶質的質量不變可列方程為：200×1.15×30%==(200×1.15+x)×15%，解得x=230g。即需要蒸餾水230克；配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、量筒。

（3）溶解過程加入了稀鹽酸，高嶺土中的氧化鋁、氧化鐵與稀鹽酸反應生成鹽和水，則反應的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。

（4）鋁比鐵活潑，鋁與Fe3+反應生成Al3+和鐵單質，所以加少量鋁粉的主要作用是除去溶液中的鐵離子。

（5）“蒸發濃縮”需保持溫度在90～100℃，控制溫度的實驗方法是水浴加熱。

（6）高嶺土中的氧化鋁和SiO2均和NaOH溶液反應，所以溶解過程改為加入一定濃度的氫氧化鈉溶液，發生反應的離子方程式為Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O、SiO2+2OH－=SiO32－+H2O。