Question

聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6－n]。工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下：

已知：高岭土：Al₂O₃(25%～34%)、SiO₂(40%～50%)、Fe₂O₃(0.5%～3.0%)及少量杂质和水。Al^3＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2。根据流程图回答下列问题：

（1）写出溶解过程中反应的离子方程式________________________；

（2）加适量铝粉的主要目的是_________________________________。

（3）溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是__________________，__________________。

（4）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100 ℃，控制该温度的操作名称是____________，写出该过程反应的化学方程式______________________。

Answer

（1）Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O；（2）除去溶液中的铁离子；（3）pH超过4.5，Al3＋会形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3＋水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n] ；（4）水浴加热，2AlCl3＋nH2O=Al2(OH)nCl6－n＋nHCl。

【解析】

试题分析：（1）Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，Fe2O3属于碱性氧化物，因此加入盐酸发生的反应：Al2O3＋6H＋=3H2O＋2Al3＋，Fe2O3＋6H＋=3H2O＋2Fe3＋；（2）金属铝活动性强于铁，加入铝粉，能把铁置换出来，达到除去铁的目的，因此加入铝粉的目的：除去溶液中的铁离子；(3)根据题目信息，大于4.5时，Al3＋发生水解生成Al(OH)3，低于4.2时水解程度较小，很难形成液态碱式氯化铝；（4）温度控制在90～100℃，因此需要水浴加热，该过程是生成碱式氯化铝，因此反应方程式为：2AlCl3＋nH2O===Al2(OH)nCl6－n＋nHCl。

考点：考查元素及其化合物的性质、实验方案设计、基本操作等知识。