Question

碱式氯化铝[ Al₂(OH)_nCl_6-n ] 是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料（主要含Al、Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物）经过精制加工而成，此产品活性较高，对工业污水具有较好的净化效果。其制备流程如下：

（1）原料需要粉碎，其目的是                    ；滤渣I的主要成分是                   ；
（2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加入                         试剂进行检验（填化学式）；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为                     ；
（3）步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二是             ；已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间，则区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是    ；若Ca(OH)₂溶液过量，则步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低，该反应的离子方程式为          ；
（4）某温度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸馏水，当有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液时，吸收热量Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为                                            。

Answer 1

（1）增大反应物接触面积，加快溶解速率（提高Al³⁺的浸出率）；SiO₂（或：二氧化硅） ；
（2）K₃[Fe(CN)₆] ；  4Fe²⁺ +O₂ + 4H⁺＝ 4Fe³⁺+ 2H₂O ；
（3）除Fe³⁺ ；观察是否有丁达尔效应        Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O ；
（4）AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(胶体) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.

试题分析：（1）原料都是固体，将固体物质粉碎，其目的是为了增大反应物接触面积，加快溶解速率（提高Al³⁺的浸出率）；Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等金属或金属氧化物都能溶于酸，滤渣I的主要成分是（2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳离子Fe²⁺常采用加入K₃[Fe(CN)₆]溶液的方法来检验。随后溶液会被空气中的氧气氧化变为Fe³⁺,而使溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为4Fe²⁺ +O₂ + 4H⁺＝ 4Fe³⁺+ 2H₂O。（3）（3）步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二是使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀除去。由于碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间，所以属于胶体；而滤液则属于溶液。因此区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是利用胶体的性质，观察是否有丁达尔效应，有观察是否有丁达尔效应的就是胶体，否则就是滤液。若Ca(OH)₂溶液过量，则会发生反应Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O，导致步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低。（4）某温度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸馏水，当有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液时，吸收热量Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(胶体) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.