题目

题型：不详难度：来源：

[2012·漳州质检]（12分）2012年1月，广西河池龙江河段检测出重金属镉离子（Cd²⁺）含量超标，当地政府积极展开治污工作。聚合氯化铝可以将离子状态的镉固化，这是当前可采取治理镉污染的最有效方法。
已知：①煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物。
②聚合氯化铝（[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m(1≤n≤5，m≤10)，商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。
以煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝剂，制得聚合氯化铝的工艺流程如下：

回答下列相关问题：
（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是                 。
（2）流程中残渣1可用于工业上制取粗硅，写出该反应的化学方程式                 。
（3）流程中残渣2的主要成分是         ，确认该成分中阳离子的方法是            。
（4）聚合氯化铝除镉的原理是生成了氢氧化铝胶体吸附镉离子，确定已生成氢氧化铝胶体的方法可利用胶体性质中的               。
常温下以溶液pH为横坐标，Cd²⁺离子的除去率为纵坐标，实验结果如图所示，由图可知，Cd²⁺离子的除去率最高时，溶液的c(OH^-)=            。

答案

（12分）（1）将煤矸石中的Al₂O₃、铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离（或其它合理答案）
（2）SiO₂＋2C Si＋2CO↑
（3）Fe(OH)₃  取试样加入稀硫酸溶解，再加入KSCN溶液
（4）丁达尔效应（或丁达尔现象）
（5）1×10^－5mol/L

解析

（1）煤矸石中Al₂O₃、铁的氧化物能与酸反应生成溶于水的盐，而SiO₂与酸不反应，因此，酸浸的目的是将煤矸石中的Al₂O₃、铁的氧化物转化为盐，从而与SiO₂分离。
（2）残渣1是SiO₂，由SiO₂制取粗硅的化学方程式为SiO₂＋2C Si＋2CO↑。
（3）残渣2的主要成分为Fe(OH)₃，检验Fe(OH)₃中的Fe³⁺时先用酸溶解，然后向所得的溶液中加入KSCN溶液。
（4）检验胶体最简单的方法是利用胶体性质中的丁达尔效应。
（5）Cd²⁺离子除去率最高时的pH为9，所以溶液的c(OH^－)＝1×10^－5mol/L。