（16分）净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。...

（16分）净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。现用的铝土矿（其主要成分是Al2O3，含有少量杂质Fe2O3和SiO2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：

（1）H2SO4浓度的适宜范围是45%~50%，反应的适宜温度是100℃，其目的是：　　　　　　　 ；Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是__________。

（2）操作I为：冷却静置、　　　　　 、洗涤，所得到的溶液I中的金属阳离子有_______（填化学式）。

（3）溶液I中加入绿矾（FeSO4·7H2O）和双氧水的目的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，涉及的反应离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 _　　　　　　　　　　 _。

（4）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，请在答题卡中完成钢材镀铝的装置示意图，并作相应标注。

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富铁铝土矿主要含有、、FeO和可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁研究发现，当时净水效果最好．工艺流程如下部分操作和产物略：

与发生反应的离子方程式是 ______ ．

测得滤液中加入和的作用是结合化学用语说明 ______ ．

将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁．装置如图所示阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极

阴极室的电极反应式是 ______ ．

电解过程阳极室溶液pH的变化是 ______ 填“增大”、“减小”或“不变”．

简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理 ______ ．

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

富铁铝土矿主要含有、、FeO和可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁研究发现，当时净水效果最好．工艺流程如下部分操作和产物略：

与发生反应的离子方程式是 ______ ．

测得滤液中加入和的作用是结合化学用语说明 ______ ．

将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁．装置如图所示阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极

阴极室的电极反应式是 ______ ．

电解过程阳极室溶液pH的变化是 ______ 填“增大”、“减小”或“不变”．

简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理 ______ ．

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究发现，当a＝b时净水效果最好。工艺流程如下（部分操作和产物略）：

（1）A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是____________。

（2）测得滤液中。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是（结合化学用语说明）____________。

（3）将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）

① 阴极室的电极反应式是__________。

② 电解过程阳极室溶液pH的变化是____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③ 简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理____________。

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富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究发现，当a＝b时净水效果最好。工艺流程如下（部分操作和产物略）：

（1）A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是________。

（2）测得滤液中。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是（结合化学用语说明）________。

（3）将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）

① 阴极室的电极反应式是________。

② 电解过程阳极室溶液pH的变化是________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③ 简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理________。

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用含有Al₂O₃及少量Fe₂O₃和SiO₂的铝土矿制备净水剂——液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下（部分操作和条件略）：

I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄后，加热、搅拌、过滤。

II．向滤液中加入一定量的FeSO₄·7H₂O和双氧水。

III．向溶液中加入Ca(OH)₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤。

IV．加入稳定剂，加热，得到产品。

（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是___________。

（2）步骤I中过滤得到的滤渣成分是________（填化学式）。

（3）步骤I 中H₂SO₄的浓度与反应温度会影响铁与铝的浸出率。根据下图分析，步骤I 中H₂SO₄浓度的适宜范围是__________，反应的适宜温度是_________。

（4）步骤II中增大n(Fe³⁺)的离子方程式是_________。

（5）步骤III得到碱式硫酸铝铁[AlFe(OH)_n(SO₄)_m]的溶液，则步骤II中应增大n(Fe³⁺)到

n(Al³⁺)﹕n(Fe³⁺)=________。

（6）研究表明，液体聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。已知：

一些物质在20℃时的溶解度

结合表中数据，解释步骤III中使用Ca(OH)₂而不用NaOH的原因__________。

（7）铝土矿也可用于冶炼金属Al。以金属Al作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属Al的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是_________。

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聚合氯化铝([Al2( OH)nCl6-n]m}是一种新型高效净水剂，与一般絮凝剂相比，它的吸附能力强、絮凝率高，可由AlCl3经水解法制得。回答下列问题：

(1)工业上可用Cl2、Al2O3和焦炭在高温下反应制取AlCl3

已知：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)　　　 △H1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)　　　　　　 △H2

2Al(s)+3Cl2(g)=2A1Cl3(g)　　　 △H3

①Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g)　　 △H=____________________。

②反应3A12O3(s)+6Cl2(g) 4AlCl3(g)+3O2(g)在高温下较难发生，但加入焦炭后可提高氯气的转化率，原因是_________________________________。

(2)AlCl3在水溶液中分三步水解

Al3++H2OAl(OH)2++H+　　 K1

Al(OH)2++H2OAl(OH)2++H+　　 K2

Al(OH)2++ H2OAl(OH)3+H+ K3

①K1、K2、K3由小到大的顺序是_______________________。

②控制溶液的pH在一定范围内，上述水解产物才能聚合生成聚合氯化铝。pH偏小时，Al3+的水解程度弱；pH偏大时的影响是___________________________。

(3)已知有如下可逆反应：

298K时，将1mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液与1mL2 a mol ·L-1H2QSI溶液混合发生上述反应，溶液中c[Al(HQSI)2+]与时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断该反应达到平衡状态的是______________(填标号)。

A.溶液的pH不再变化　 B. v(Al3+)=v [Al(HQSI)2+]

C.溶液颜色不再变化　　 D.c(A13+)/c(H2QSI)不再变化

②0~t2时间内，该反应的平均反应速率v(H2QSI)= _________________。

③298K时，该反应的平衡常数K=_________________。

(4)该方法制得的聚合氯化铝的优点是不含其它金属离子，但盐基度低(盐基度：衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为：盐基度=n(OH)/3n(Al)，n为物质的量)。常温下实验测量样品的盐基度，取m g样品，该样品中Al的质量分数为w；加入煮沸后冷却的蒸馏水溶解，配成1L溶液，测得该溶液pH=9.0。则其盐基度为________________。

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聚合硫酸铁（简称PFS或聚铁）是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁（）的工艺流程如下：

（1）酸浸时最合适的酸是_____（写化学式）。

（2）酸浸后溶液中主要的阳离子有_____。

（3）加入KClO3的目的是_____________________________（结合离子方程式说明）。

（4）过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。

_____Fe2(SO4)3+_____H2O______Fe2(OH)x(SO4)3-+ _____ ______

（5）过程a中水解要严控pH的范围。pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因__________。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。盐基度B的表达式：（n为物质的量）。为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：

ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH－反应。然后以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V mL。

ⅱ.做空白对照实验，取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。

①该聚合硫酸铁样品中n(OH－) ＝_________mol。

②已知该样品中Fe的质量分数w，则盐基度B＝_______________。

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聚合硫酸铁是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等为原料制取聚合硫酸铁(Fe2(OH)x(SO4)(3-))的工艺流程如图所示：

(1)“酸浸”时最合适的酸是______    写化学式。

(2)“酸浸”后溶液中主要的金属阳离子有______。

(3)加入KClO3的目的是______(结合离子方程式说明)。

(4)“过程a”中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，将下列水解反应原理的化学方 程式补充完整。Fe2(SO4)3+______H2O______Fe2(OH)x(SO4)(3-)+______。

(5)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。已知盐基度B的表达式为B=×100%(n为物质的量。为测出聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：

取聚合硫酸铁样品mg，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH-反应，然后以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0mL。

做空白对比实验：取与步骤i等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V mL。

①该聚合硫酸铁样品中，n(OH-)=______ mol。

②已知该样品中Fe的质量分数为，则盐基度B=______。

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[化学——选修2：化学与技术]

聚合硫酸铁（PFS）是谁处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______

（2）酸浸时最合适的酸是_____，写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_________，下列氧化剂中最合适的是____________（填标号）。

A．KMnO4　　　　　 B．　　　　　 C．　　　　 D．

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_______。

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是______。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为（n为物质的量）。为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为__________

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