Question

[2012·漳州质检]（12分）2012年1月，广西河池龙江河段检测出重金属镉离子（Cd²⁺）含量超标，当地政府积极展开治污工作。聚合氯化铝可以将离子状态的镉固化，这是当前可采取治理镉污染的最有效方法。

已知：①煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物。

②聚合氯化铝（[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m(1≤n≤5，m≤10)，商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。

以煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝剂，制得聚合氯化铝的工艺流程如下：

回答下列相关问题：

（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是                  。

（2）流程中残渣1可用于工业上制取粗硅，写出该反应的化学方程式                  。

（3）流程中残渣2的主要成分是          ，确认该成分中阳离子的方法是             。

（4）聚合氯化铝除镉的原理是生成了氢氧化铝胶体吸附镉离子，确定已生成氢氧化铝胶体的方法可利用胶体性质中的                。

常温下以溶液pH为横坐标，Cd²⁺离子的除去率为纵坐标，实验结果如图所示，由图可知，Cd²⁺离子的除去率最高时，溶液的c(OH^-)=             。

Answer

（12分）（1）将煤矸石中的Al2O3、铁的氧化物转化为盐，与SiO2分离（或其它合理答案）

（2）SiO2＋2C Si＋2CO↑

（3）Fe(OH)3   取试样加入稀硫酸溶解，再加入KSCN溶液

（4）丁达尔效应（或丁达尔现象）

（5）1×10－5mol/L

【解析】（1）煤矸石中Al2O3、铁的氧化物能与酸反应生成溶于水的盐，而SiO2与酸不反应，因此，酸浸的目的是将煤矸石中的Al2O3、铁的氧化物转化为盐，从而与SiO2分离。

（2）残渣1是SiO2，由SiO2制取粗硅的化学方程式为SiO2＋2C Si＋2CO↑。

（3）残渣2的主要成分为Fe(OH)3，检验Fe(OH)3中的Fe3+时先用酸溶解，然后向所得的溶液中加入KSCN溶液。

（4）检验胶体最简单的方法是利用胶体性质中的丁达尔效应。

（5）Cd2+离子除去率最高时的pH为9，所以溶液的c(OH－)＝1×10－5mol/L。