Question

【題目】以鋁灰（主要成分為Al、Al2O3 ， 另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質(zhì)）為原料，可制得液體聚合氯化鋁[Alm（OH）nCl3m﹣n]，生產(chǎn)的部分過程如圖所示（部分產(chǎn)物和操作已略去）．
已知某些硫化物的性質(zhì)如下表：

物質(zhì)	性質(zhì)
Fe2S3 Al2S3	在水溶液中不存在
FeS	黑色，難溶于水，可溶于鹽酸
CuS	黑色，難溶于水，難溶于鹽酸

（1）操作I是 ． Al2O3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是 ．
（2）濾渣2為黑色，該黑色物質(zhì)的化學(xué)式是 ．
（3）向濾液2中加入NaClO溶液至不再產(chǎn)生紅褐色沉淀，此時溶液的pH約為3.7．NaClO的作用是 ．
（4）將濾液3的pH調(diào)至4.2～4.5，利用水解反應(yīng)得到液體聚合氯化鋁．反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ．
（5）將濾液3電解也可以得到液體聚合氯化鋁．裝置如圖所示（陰離子交換膜只允許陰離子通過，電極為惰性電極）．
①寫出陰極室的電極反應(yīng)： ．
②簡述在反應(yīng)室中生成聚合氯他鋁的原理： ．

Answer 1

【答案】
（1）過濾；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）CuS
（3）將Fe2+氧化為Fe3+ ， 使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀
（4）mAlCl3+nH2O?Alm（OH）nCl3m﹣n+nHCl
（5）2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；電解過程中反應(yīng)室中的氯離子通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室，陰極室中的氫氧根離子通過陰離子交換膜進(jìn)入反應(yīng)室，生成聚合氯化鋁
【解析】解：鋁灰（主要成分為Al、Al2O3 ， 另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質(zhì)）加過量鹽酸，過濾濾渣1為SiO2 ， 濾液1中含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等，濾液中加硫化鈉，Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀；過濾，濾液2中加NaClO把亞鐵離子氧化為鐵離子，鐵離子易水解生成氫氧化鐵沉淀，過濾，濾液3中為氯化鋁；（1）操作I是分離固體和液體混合物的操作是過濾；Al2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，其反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；所以答案是：過濾；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（2）溶液中含有銅離子，加入硫化鈉，生成CuS黑色沉淀；所以答案是：CuS；（3）向濾液2中含有亞鐵離子，加入NaClO溶液，亞鐵離子被NaClO氧化為鐵離子，鐵離子易水解生成氫氧化鐵沉淀；所以答案是：將Fe2+氧化為Fe3+ ， 使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀；（4）AlCl3水解生成Alm（OH）nCl3m﹣n和HCl，根據(jù)原子守恒配平方程式為：mAlCl3+nH2OAlm（OH）nCl3m﹣n+nHCl； 所以答案是：mAlCl3+nH2OAlm（OH）nCl3m﹣n+nHCl；（5）①陰極上水的電離的氫離子得電子生成氫氣，則陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；所以答案是：2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣；②陰離子交換膜只允許陰離子通過，電解過程中反應(yīng)室中的氯離子通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室，陰極室中的氫氧根離子進(jìn)入反應(yīng)室生成Alm（OH）nCl3m﹣n；所以答案是：電解過程中反應(yīng)室中的氯離子通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室，陰極室中的氫氧根離子通過陰離子交換膜進(jìn)入反應(yīng)室，生成聚合氯化鋁．