题目

题型：不详难度：来源：

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）+

3

2

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．______．

答案

（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）+

3

2

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）+3Fe₃O₄（s）=4Al₂O₃（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ•mol^-1；
故答案为：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=4Al₂O₃（s）+9Fe（s）；△H=-4a+3bkJ•mol^-1；