聚合氯化铝晶体是一种高效无机水处理剂.其化学式为[Al2(OH)nCl6-n?XH2O]m.它的制备原理是调节AlCl3溶液的pH.通过促进其水解而结晶析出．下图是一种工业制备聚合氯化铝晶体的工艺流程.制备原料主要是铝加工行业的废渣--铝灰.主要含Al2O3.Al.另有SiO2等杂质．(1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式 , � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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聚合氯化铝晶体是一种高效无机水处理剂，其化学式为[Al₂（OH）_nCl_6-n?XH₂O]_m，它的制备原理是调节AlCl₃溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出．下图是一种工业制备聚合氯化铝晶体的工艺流程，制备原料主要是铝加工行业的废渣--铝灰，主要含Al₂O₃、Al，另有SiO₂等杂质．

（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式

；

．
（2）生产过程中操作1和操作2的名称为

．
（3）反应中副产品A是

，生产过程中可循环使用的物质是

．（均用化学式表示）
（4）生产中要严格控制溶液中pH，过小，则氯化铝水解不完全，且m值偏小，产品产量质量会降低．而pH过大，产量也会降低，其原因是

．
（5）已知：2Al （s）+

O₂ （g）=Al₂O₃（s）；△H=-akJ?mol^-1
3Fe （s）+2O₂（g）=Fe₃O₄ （s）；△H=-bkJ?mol^-1
写出Al和Fe₃O₄发生铝热反应的热化学方程式，△H值用a、b表示．

．

考点：制备实验方案的设计,用盖斯定律进行有关反应热的计算,镁、铝的重要化合物

专题：化学反应中的能量变化,几种重要的金属及其化合物

分析：铝灰主要含Al₂O₃、Al，另有SiO₂等杂质，加水清洗后加入氯化氢溶液加热发生的反应是铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，水喷淋吸收气体得到气体A为氢气；过滤得到滤渣为二氧化硅，滤液为氯化铝，溶液降温熟化调节溶液PH得到通过促进其水解而结晶析出；
（1）依据过程分析，搅拌加热操作过程中发生反应是铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水；
（2）工艺流程为：铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣．最终的这个滤渣就是我们要的晶体．固体和溶液分离的操作为过滤；
（3）依据过程中的反应可知气体A为铝和盐酸反应生成的氢气；95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），进行循环使用；
（4）溶液调pH值，促进铝离子水解，利用晶体析出，氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸强碱，PH大溶解氢氧化铝；
（5）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；

解答： 解：（1）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，反应离子方程式为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，
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↑．
故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（2）铝灰与过量的盐酸反应，过滤后收集滤液，加热浓缩至饱和，调pH值，稍静置，过滤收集滤渣．最终的这个滤渣就是我们要的晶体，所以生产过程中操作Ⅰ和Ⅱ的均为过滤．
故答案为：过滤；
（3）气体A为铝和盐酸反应生成的氢气，95°C加热的时候HCl会挥发，用水喷淋就可以吸收HCl，得到HCl（aq），可进行循环使用．
故答案为：H₂，HCl；
（4）铝离子水解，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，降低氢离子浓度促进铝离子水解，有利于聚合氯化铝晶体析出，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）₄]^-；
故答案为：AlCl₃完全水解为Al（OH）₃，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）₄]^-；
（5）①2Al （s）+

O₂ （g）=Al₂O₃（s）；△H=-akJ?mol^-1
②3Fe （s）+2O₂（g）=Fe₃O₄ （s）；△H=-bkJ?mol^-1
依据盖斯定律计算①×4-②×3得到Al和Fe₃O₄发生铝热反应的热化学方程式：8Al（s）+3 Fe₃O₄ （s）=4Al₂O₃（s）+9 Fe（s）；△H=-4a+3b kJ?mol^-1；
故答案为：8Al（s）+3 Fe₃O₄ （s）=4Al₂O₃（s）+9 Fe（s）；△H=-4a+3b kJ?mol^-1；

点评：本题考查了物质制备实验过程分析判断，铝及其化合物性质的分析应用，热化学方程式书写方法，注意实验过程中的基本操作和条件选择的目的，题目难度中等．

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．
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．
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．
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．
（2）丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的，该反应的化学方程式为

．
（3）随电解的不断进行，U型管中溶液的颜色变化为

；
A．由黄色变为浅蓝色 B．由蓝色变为浅黄色
溶液颜色变化的原因是

．
（4）当电解到一定程度，甲电极附近出现蓝色Cu（OH）₂絮状物．经测，甲电极附近溶液的pH=a，此时甲电极附近c（Cu²⁺）=

mol?L^-1．（已知：Cu（OH）₂的K_sp=2.2×10^-20）．
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．

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（Ⅲ）CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.1kJ?mol^-1
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回答下列问题：
（1）写出由H₂和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为

．根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响

．
（2）有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al₂O₃）、压强为5.0MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如图甲所示．其中CO转化率随温度升高而降低的原因是

．

（3）由CO和H₂在催化剂作用下，也可以合成甲醇．反应原理为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
①对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（P_B）代替物质的量浓度（c_B）也可以平衡常数（记作K_P），则以上反应K_P=

；
②在容积均为1L的密闭容器（a、b、c、d、e）中，分别充入1mol CO和2mol H₂等量混合气体，在不同的温度下（温度分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅），经相同的时间，在t时刻，测得容器甲醇的体积分数（如图乙所示）．解析在T₁～T₂及T₄～T₅二个温度区间，容器内甲醇的体积分数如图乙所示的变化趋势，其原因是

．
③在不改变反应物用量情况下，将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有（写出2点）

、

．

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