Question

聚合氯化铝晶体的化学式为[Al₂（OH）_nCl_6-n•XH₂O]_m，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl₃溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出．其制备原料主要是铝加工行业的废渣--铝灰，它主要含Al₂O₃、Al，还有SiO₂等杂质．聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为：______；______．
（2）生产过程中B和D的操作名称分别是______和______（B和D均为简单操作）．
（3）反应中副产品a是______．
（4）生产过程中可循环使用的物质是______（用化学式表示）．
（5）调节pH至4.0～4.5的目的是______．
（6）实验室要测定水处理剂产品中n和x的值．为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净．生产过程C物质可选用______．
A．NaOH   B．Al   C．氨水   D．Al₂O₃ E．NaAlO₂．

Answer

（1）铝灰主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质，加入盐酸，氧化铝和铝能与盐酸反应，二氧化硅不能与盐酸反应．
（2）工艺流程为：铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣，最终的这个滤渣就是我们要的晶体．
（3）搅拌加热操作过程，加入盐酸，铝与盐酸反应，由氢气生成，加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余气体为氢气．
（4）95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），进行循环使用．
（5）溶液调pH值，促进铝离子水解，利用晶体析出．
（6）加入C目的是调节pH值，促进铝离子水解，但不能移入新杂质，其次在流程图中的B中或多或少会留有少量的HCl，因为加热不能保证所有的HCl全部挥发．
【解析】
（1）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，反应离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气，反应离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；2Al+6H+=2Al3++3H2↑；
（2）铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣，最终的这个滤渣就是我们要的晶体，所以生产过程中操作B和D的均为过滤．
故答案为：过滤、过滤；
（3）搅拌加热操作过程，加入盐酸，铝与盐酸反应，有氢气生成，加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），剩余气体为氢气，反应中副产品a为H2．
故答案为：H2．
（4）95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可进行循环使用．
故答案为：HCl；
（5）铝离子水解，Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，降低氢离子浓度促进铝离子水解，有利于聚合氯化铝晶体析出．
故答案为：促进AlCl3水解，使晶体析出；
（6）用氢氧化钠和氨水调节pH值，会引入新的杂质，引入钠离子和铵根离子．所以可以加入Al和氧化铝进行处理，它二者是固体，多了可以过滤掉的，所以可以使得到的晶体较纯净．
故答案为：BD．