Question

聚合氯化鋁是新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)堿式氯化鋁[Al₂(OH)_nCl_6－n]，工業(yè)上常采用鋁鹽溶液部分水解制備堿式氯化鋁，其工藝流程如下：

已知：高嶺土：Al₂O₃（25%～34%）、SiO₂（40%～50%）、Fe₂O₃（0.5%～3.0%）及少量雜質(zhì)和水。
①Al³⁺以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH為5.2。
根據(jù)流程圖回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出溶解過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式               、                        ；
（2）加適量鋁粉的主要目的是　　　　　　　　　　；
（3）溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是                                 ；
（4）“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100℃，控制該溫度的操作名稱(chēng)是　　　　　，寫(xiě)出該過(guò)程反應(yīng)的化學(xué)方程式                                     。

Answer 1

（1）Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O
（2）除去溶液中的鐵離子；
（3）pH超過(guò)4.5，Al³⁺會(huì)形成Al(OH)₃沉淀；pH低于4.2，Al³⁺水解程度很小，很難形成液態(tài)堿式氯化鋁[Al₂(OH)_nCl_6－n]。
（4）水浴加熱      2AlCl₃+nH₂O= Al₂(OH)_nCl_6－n +nHCl

解析試題分析：（1）高嶺土主要成分為Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃，加入15%鹽酸溶解發(fā)生的反應(yīng)有Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O。（2）因?yàn)槿芙庖褐杏蠪e³⁺所以加入適量鋁粉除去。（3）Al³⁺易水解，pH為5.2水解完全，pH超過(guò)4.5，Al³⁺會(huì)形成Al(OH)₃沉淀；但pH低于4.2，Al³⁺水解程度很小，很難形成液態(tài)堿式氯化鋁[Al₂(OH)_nCl_6－n]。（4）控制溫度在90～100℃，應(yīng)用水浴加熱。
考點(diǎn)：工業(yè)流程
點(diǎn)評(píng)：近幾年，工業(yè)流程圖已經(jīng)稱(chēng)為高考的熱點(diǎn)習(xí)題，這類(lèi)習(xí)題的特點(diǎn)就是題干復(fù)雜，但是問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，原理都在書(shū)本中。