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    以铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝Alm（OH）nCl3m-n，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

    已知某些硫化物的性质如下表：

    （1）操作I是               。Al2O3与盐酸反应的离子方程式是                               。

    （2）滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是                            。

    （3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3．7。NaClO的作用是                             。

    （4）将滤液3的pH调至4．2～4．5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。反应的化学方程式是                                 。

    （5）将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）。

    ①写出阴极室的电极反应：                                            。

    ②简述在反应室中生成聚合氯他铝的原理：                                         。

     

    【答案】

    （1）过滤  （2分）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O    (2分)

    （2）CuS   (2分)

    （3）将Fe2+氧化为Fe3+，使转化为Fe（OH）3沉淀  （2分）

    （4）mAlCl3+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nHCl  (写“”得分)（1分）

    （5）①2H++2e-=H2↑ (2分)

    ②电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合氯化铝。（2分）

    【解析】

    试题分析：（1）加入稀盐酸后，CuO、SiO2不溶于稀盐酸的杂质可过滤出，所以操作I是过滤；氧化铝与稀盐酸反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

    （2）根据硫化物的性质可知该黑色物质为CuS，因为硫化亚铁溶液稀盐酸中；

    （3）加入次氯酸钠目的是把亚铁离子氧化成铁离子，转化为Fe（OH）3沉淀除去；

    （4）根据聚合氯化铝的化学式和质量守恒定律，氯化铝水解的化学方程式为

    mAlCl3+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nHCl；

    （5）①滤液3的主要成分是氯化铝，根据离子放电顺序，在阴极是阳离子放电，所以应为H+放电，电极反应为2H++2e-=H2↑；

    ②反应室两侧均为阴离子交换膜，电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中OH-浓度增大，通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合氯化铝。

    考点：考查化学与化工生产的联系，对题目信息的分析能力

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2012?江苏三模）硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等．工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：

    已知：Al（OH）3沉淀和溶解的pH如下表：
    Al（OH）3 开始沉淀 沉淀完全 沉淀开始溶解 沉淀完全溶解
    pH 3.3 5.0 7.8 12.8
    回答下列问题：
    （1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为
    2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑
    2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑
    ．
    （2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是
    铝离子沉淀完全
    铝离子沉淀完全
    ．pH=7.0时，溶液中c（Al3+）=
    1.3×10-12mol/L
    1.3×10-12mol/L
    （通常条件下，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10-33）．
    （3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH=7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）：n2（HNO3）：n3（HNO3）=
    1：1：3
    1：1：3
    ．
    （4）现用1t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3?9H2O]，最后生产出7.5t硝酸铝晶体．若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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↑
    2Al+6H+=2Al3++3H2↑
    ，
    Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
    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
    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
    量筒
    ．
    （3）聚合铝（PAC）的分子式为[Al2（OH）aClb]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
    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
    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
    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
    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
    6-
    β
    143.5
    ．
    ③测定过程中所需的基本操作是
    cbadec
    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．

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    科目：高中化学 来源：2011-2012学年上海市松江二中高二上学期期末考试化学试卷 题型：填空题

    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。实验步骤如下：

    聚合过程主要利用了Al3+的性质是                。

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    科目：高中化学 来源：2012年江苏省南京盐城市高考化学三模试卷（解析版） 题型：解答题

    硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等．工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：

    已知：Al（OH）3沉淀和溶解的pH如下表：
    Al（OH）3开始沉淀沉淀完全沉淀开始溶解沉淀完全溶解
    pH3.35.07.812.8
    回答下列问题：
    （1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为______．
    （2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH=7.0的目的是______．pH=7.0时，溶液中c（Al3+）=______（通常条件下，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10-33）．
    （3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH=7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）：n2（HNO3）：n3（HNO3）=______．
    （4）现用1t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3?9H2O]，最后生产出7.5t硝酸铝晶体．若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数．

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