碱式氯化铝[ Al2(OH)nCl6-n ] 是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料(主要含Al、Al2O3、SiO2及铁的氧化物)经过精制加工而成,此产品活性较高,对工业污水具有较好的净化效果。其制备流程如下:
(1)原料需要粉碎,其目的是 ;滤渣I的主要成分是 ;
(2)步骤①在煮沸过程中,溶液逐渐变为浅绿色,此时溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加入 试剂进行检验(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 ;
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH,其目的:一是生成碱式氯化铝;二是 ;已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间,则区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是 ;若Ca(OH)2溶液过量,则步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低,该反应的离子方程式为 ;
(4)某温度下若0.1 mol AlCl3溶于蒸馏水,当有2.5%水解生成Al(OH)3溶液时,吸收热量Q kJ ,该过程的热化学反应方程式为 。
(1)增大反应物接触面积,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+ ;观察是否有丁达尔效应 Al3+ + 4OH-=AlO2-+ 2H2O ;
(4)AlCl3(aq) + 3H2O(l)Al(OH)3(胶体) + 3HCl(aq) ΔH =+400Q kJ∕mol.
题目分析:(1)原料都是固体,将固体物质粉碎,其目的是为了增大反应物接触面积,加快溶解速率(提高Al3+的浸出率);Al、Al2O3、Fe2O3等金属或金属氧化物都能溶于酸,滤渣I的主要成分是(2)步骤①在煮沸过程中,溶液逐渐变为浅绿色,此时溶液中呈浅绿色的阳离子Fe2+常采用加入K3[Fe(CN)6]溶液的方法来检验。随后溶液会被空气中的氧气氧化变为Fe3+,而使溶液又变为棕黄色,相关反应的离子方程式为4Fe2+ +O2 + 4H+= 4Fe3++ 2H2O。(3)(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH,其目的:一是生成碱式氯化铝;二是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。由于碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间,所以属于胶体;而滤液则属于溶液。因此区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是利用胶体的性质,观察是否有丁达尔效应,有观察是否有丁达尔效应的就是胶体,否则就是滤液。若Ca(OH)2溶液过量,则会发生反应Al3+ + 4OH-=AlO2-+ 2H2O,导致步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低。(4)某温度下若0.1 mol AlCl3溶于蒸馏水,当有2.5%水解生成Al(OH)3溶液时,吸收热量Q kJ ,该过程的热化学反应方程式为AlCl3(aq) + 3H2O(l)Al(OH)3(胶体) + 3HCl(aq) ΔH =+400Q kJ∕mol.