Question

聚合铝（PAC）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铝灰、铝土矿、铝渣等为原料（主要成分为Al、Al₂O₃）可制取聚合铝．实验步骤如图：

（1）写出铝、氧化铝分别与盐酸反应的离子方程式：

2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

，

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O

，
（2）用36.5%的盐酸配制20%的盐酸，操作步骤是

计算、量取、稀释

（依次写出），配制过程中所需的定量仪器是

量筒

．
（3）聚合铝（PAC）的分子式为[Al₂（OH）_aCl_b]_m，聚合铝中OH^-与Al³⁺的比值对净水效果有很大影响，定义盐基度B=n（OH^-）/3n（Al³⁺），当B=2/3时，b=

2

（填入合适数字）．
（4）聚合过程主要利用了Al³⁺的性质是

水解性

．
（5）要测定1mol聚合铝中a的值．
①测定时所需的试剂是

bd

（填代号）．
（a） NaOH（b）AgNO₃（c） pH试纸（d） HNO₃
②需要直接测定的物理量是

氯化银沉淀的质量

（用文字表示）．若该物理量的数值用β表示，试写出聚合铝中a值的表达式

6-

β

143.5

．
③测定过程中所需的基本操作是

cbadec

（按操作先后顺序的代号列出，可重复选择）．
（a） 洗涤（b） 过滤（c） 称量  （d） 干燥（e） 冷却．

Answer 1

分析：（1）铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气；氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水．氯化铝与HCl形成离子的形式；
（2）用36.5%的盐酸配制20%的盐酸，操作步骤是：计算、量取、稀释；配制过程中所需的定量仪器是量筒；
（3）B=n（OH^-）/3n（Al³⁺）=2/3时，则n（OH^-）=2n（Al³⁺），由[Al₂（OH）_aCl_b]_m可知a=4，再根据化合价代数和为0计算b的值；
（4）聚合过程主要利用了Al³⁺的水解；
（5）要测定1mol聚合铝中a的值，可以测定1mol聚合铝中n（Cl^-），测定1mol聚合铝中n（Cl^-），将Cl^-转化为氯化银沉淀，沉淀氯化银的质量，计算b的值，再利用化合价代数和为0计算a的值；
①将Cl^-转化为氯化银沉淀，所用试剂为硝酸、硝酸银溶液；
②需要直接测定的物理量是氯化银沉淀的质量．计算出沉淀氯化银的物质的量，可得b的值，再利用化合价代数和为0计算a的值；
③首先称量聚合铝的质量，沉淀完全后，称量氯化银沉淀的质量，应先过滤，沉淀会附着硝酸银、硝酸铝等物质，要进行洗涤，然后干燥，冷却后再称量氯化银的质量．

解答：解：（1）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↑；
氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，反应离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
故答案为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）用36.5%的盐酸配制20%的盐酸，操作步骤是：计算、量取、稀释；配制过程中所需的定量仪器是量筒，
故答案为：计算、量取、稀释；量筒；
（3）B=n（OH^-）/3n（Al³⁺）=2/3时，则n（OH^-）=2n（Al³⁺），由[Al₂（OH）_aCl_b]_m可知a=4，根据化合价代数和为0有3×2+4×（-1）+b×（-1）=0，解得b=2，故答案为：2；
（4）聚合过程主要利用了Al³⁺的水解性，故答案为：水解性；
（5）要测定1mol聚合铝中a的值，可以测定1mol聚合铝中n（Cl^-），测定1mol聚合铝中n（Cl^-），将Cl^-转化为氯化银沉淀，沉淀氯化银的质量，计算b的值，再利用化合价代数和为0计算a的值．
①将Cl^-转化为氯化银沉淀，所用试剂为硝酸、硝酸银溶液．故选：bd；
②需要直接测定的物理量是氯化银沉淀的质量．βg氯化银的物质的量为

βg

143.5g/mol

=

β

143.5

mol，故b=

β

143.5

，根据化合价代数和为0有：3×2+a×（-1）+

β

143.5

×（-1）=0，解得a=6-

β

143.5

，
故答案为：氯化银沉淀的质量；6-

β

143.5

；
③首先称量聚合铝的质量，沉淀完全后，称量氯化银沉淀的质量，应先过滤，沉淀会附着硝酸银、硝酸铝等物质，要进行洗涤，然后干燥，冷却后再称量氯化银的质量，故测定过程中所需的基本操作是cbadec，
故答案为：cbadec．

点评：本题考查学生对实验方案的理解与设计、根据化学式的计算、溶液配制、铝及其化合物的性质等，难度中等，（5）中理解实验原理是解题的关键，注意基础知识的掌握．