Question

工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al₂(OH)_nCl_6－n]的流程如下：
 
(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________；
滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。
(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中的有色离子为_____
________(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_________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成BAC；二是________
_______________________；已知BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC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BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式：_______________________
(4)若0.1 mol AlCl₃在某温度下溶于蒸馏水，当有5%水解生成Al(OH)₃溶液时，吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式：____________________________________。

Answer 1

(1)增大反应物接触面积，加快溶解速率(提高Al^3＋的浸出率)　SiO₂
(2)Fe^2＋　4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋=4Fe^3＋＋2H₂O　冷凝、回流　(3)除去Fe^3＋　用一束光照射液体，观察是否有丁达尔效应　Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^—＋2H₂O
(4)AlCl₃(aq)＋3H₂O(l)Al(OH)₃(aq)＋3HCl(aq)ΔH＝＋200a kJ·mol^－1

(1)粉碎煤矸石能增大反应物的接触面积，加快反应速率；SiO₂不溶于盐酸和硫酸，滤渣Ⅰ的主要成分是SiO₂。(2)溶液中的Fe^2＋为绿色；Fe^2＋很容易被空气中的O₂氧化成棕黄色的Fe^3＋，离子方程式为4Fe^2＋＋O₂＋4H^＋=4Fe^3＋＋2H₂O；煮沸装置上方的长导管有冷凝、回流的作用。(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，使Fe^3＋生成Fe(OH)₃，从而除去Fe^3＋；BAC的分散质粒子大小在1～100 nm之间，属于胶体，可以用丁达尔效应区别滤液Ⅰ与BAC两种液体；若Ca(OH)₂溶液过量，部分Al^3＋生成AlO₂^—，离子方程式为Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^—＋2H₂O。
(4)根据题意：AlCl₃　～　 ΔH
1 mol  ΔH
0．1 mol×5% ＋a kJ·mol^－1
则ΔH＝＝＋200a kJ·smol^－1，其热化学方程式为AlCl₃(aq)＋3H₂O(l)Al(OH)₃(aq)＋3HCl(aq)　ΔH＝＋200a kJ·mol^－1。