Question

堿式氯化鋁[ Al₂(OH)_nCl_6-n ] 是利用工業(yè)鋁灰和活性鋁礬土為原料（主要含Al、Al₂O₃、SiO₂及鐵的氧化物）經(jīng)過(guò)精制加工而成，此產(chǎn)品活性較高，對(duì)工業(yè)污水具有較好的凈化效果。其制備流程如下：

（1）原料需要粉碎，其目的是                    ；濾渣I的主要成分是                   ；
（2）步驟①在煮沸過(guò)程中，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，此時(shí)溶液中呈淺綠色的陽(yáng)離子常采用加入                         試劑進(jìn)行檢驗(yàn)（填化學(xué)式）；隨后溶液又變?yōu)樽攸S色，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為                     ；
（3）步驟②中加入適量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是             ；已知堿式氯化鋁的分散質(zhì)粒子大小在1~100 nm之間，則區(qū)別濾液I與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是    ；若Ca(OH)₂溶液過(guò)量，則步驟③得到的堿式氯化鋁產(chǎn)率偏低，該反應(yīng)的離子方程式為          ；
（4）某溫度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸餾水，當(dāng)有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液時(shí)，吸收熱量Q kJ ，該過(guò)程的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為                                            。

Answer 1

（1）增大反應(yīng)物接觸面積，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⁺ ；觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)        Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O ；
（4）AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(膠體) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.

試題分析：（1）原料都是固體，將固體物質(zhì)粉碎，其目的是為了增大反應(yīng)物接觸面積，加快溶解速率（提高Al³⁺的浸出率）；Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等金屬或金屬氧化物都能溶于酸，濾渣I的主要成分是（2）步驟①在煮沸過(guò)程中，溶液逐漸變?yōu)闇\綠色，此時(shí)溶液中呈淺綠色的陽(yáng)離子Fe²⁺常采用加入K₃[Fe(CN)₆]溶液的方法來(lái)檢驗(yàn)。隨后溶液會(huì)被空氣中的氧氣氧化變?yōu)镕e³⁺,而使溶液又變?yōu)樽攸S色，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺ +O₂ + 4H⁺＝ 4Fe³⁺+ 2H₂O。（3）（3）步驟②中加入適量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀除去。由于堿式氯化鋁的分散質(zhì)粒子大小在1~100 nm之間，所以屬于膠體；而濾液則屬于溶液。因此區(qū)別濾液I與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是利用膠體的性質(zhì)，觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)，有觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)的就是膠體，否則就是濾液。若Ca(OH)₂溶液過(guò)量，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O，導(dǎo)致步驟③得到的堿式氯化鋁產(chǎn)率偏低。（4）某溫度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸餾水，當(dāng)有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液時(shí)，吸收熱量Q kJ ，該過(guò)程的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(膠體) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.