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________________。
高三化学综合题中等难度题
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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(20分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭 土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
已知:Fe3+、Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2。
根据流程图回答下列问题:
(1)“煅烧”的目的是_______________________________________________。
(2)“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。
(3)“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15%的A酸需要200mL30%的A酸(密度约为1.15g/cm3)和_______g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
(4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有_______________(要求写出三条)。
(5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是_________________________。
(6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________
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(20分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭 土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
已知:Fe3+、Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2。
根据流程图回答下列问题:
(1)“煅烧”的目的是_______________________________________________。
(2)“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。
(3)“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15%的A酸需要200mL30%的A酸(密度约为1.15g/cm3)和_______g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
(4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有_______________(要求写出三条)。
(5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是_________________________。
(6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________
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(16分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。
本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)“煅烧”的目的是________。
(2)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为
________
(3)加少量铝粉的主要作用是________。
(4)“调节pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是________。
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聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝,其工艺流程如下:
已知:高岭土:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)及少量杂质和水。Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH为5.2。根据流程图回答下列问题:
(1)写出溶解过程中反应的离子方程式________________________;
(2)加适量铝粉的主要目的是_________________________________。
(3)溶液的pH需控制在4.2~4.5的原因是__________________,__________________。
(4)“蒸发浓缩”需保持温度在90~100 ℃,控制该温度的操作名称是____________,写出该过程反应的化学方程式______________________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n],工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝,其工艺流程如下:
已知:高岭土:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)及少量杂质和水。
①Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH为5.2。
根据流程图回答下列问题:
(1)写出溶解过程中反应的离子方程式________、________;
(2)加适量铝粉的主要目的是 ;
(3)溶液的pH需控制在4.2~4.5的原因是________;
(4)“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制该温度的操作名称是 ,写出该过程反应的化学方程式________。
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某大学实验室对煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及Fe2O3)制备聚合氯化铝{[Al2(OH)nCl6-n]m(1≤n≤5,m≤10),简称PAC,是一种新型、高效的絮凝剂和净水剂}。其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)用浓盐酸配制20%的盐酸所需的玻璃仪器有______________________________。
(2)加20%的盐酸酸浸,有关反应的离子方程式为_____________________________。
(3)残渣2的主要成分是,设计实验证明你的结论(填操作、现象):_____________________。
(4)由澄清的PAC稀溶液获得聚合氯化铝固体,该实验操作是_________________,得到的PAC粗产品中可能含有的杂质离子是____________。
(5)从不引入杂质的角度来考虑,调节溶液pH的试剂可改为________(填字母)。
A.NaOH B.Al C.氨水 D.Al2O3
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某大学实验室对煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及Fe2O3)制备聚合氯化铝{[Al2(OH)nCl6-n]m}(1≤n≤5,m≤10),简称PAC,是一种新型、高效的絮凝剂和净水剂}。其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)用浓盐酸配制20%的盐酸所需的玻璃仪器有______________________________。
(2)加20%的盐酸酸浸,有关反应的离子方程式为_____________________________。
(3)为了分析残渣2中铁元素的含量,某同学称取5.000g残渣2,先将其预处理使铁元素还原
Fe2+,并在容量瓶中配制成100mL溶液;然后移取25.00mL试样溶液,用1.000×10-2mol•L-1KMnO4标准溶液滴定,消耗标准溶液20.00mL.已知反应式为Fe2++MnO4-+H+—Fe3++Mn2++H2O(未配平).判断滴定终点的依据____ ;
残渣2中铁元素的质量分数为 _ .
(4)由澄清的PAC稀溶液获得聚合氯化铝固体,该实验操作是_______________,得到的PAC粗产品中可能含有的杂质离子是____________。
(5)从不引入杂质的角度来考虑,调节溶液pH的试剂可改为________(填字母)。
A.NaOH B.Al C.氨水 D.Al2O3
(6)若m=n=2,则生成PAC的化学方程式是 .
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(15分)FeCl3 具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3 高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3 净水的原理是 。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3 。
①若酸性FeCl2 废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1, c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1, c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为 。
②完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:
ClO3-+ Fe2++ = Cl-+ Fe3++ .
(3)FeCl3 在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+——K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+——K2
Fe(OH)2++H2OFe(OH)3+H+——K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
(4)FeCl3也可以用作SO2尾气的吸收剂,原理上与NaOH吸收SO2有何不同______________________
(5)电解时,微粒的放电顺序遵循微粒得失电子能力的强弱,SO32—具有强的还原性。用NaOH吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液用碳棒进行电解,写出阳极电极反应_____________________________
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(14分)FeCl3 具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3 高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3 净水的原理是 。FeCl3 溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3 氧化酸性FeCl2 废液得到FeCl3 。
①若酸性FeCl2 废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1, c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1, c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为 。
②完成NaClO3 氧化FeCl2 的离子方程式:
ClO3-+ Fe2++ = Cl-+ Fe3++ .
(3)FeCl3 在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:
xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。
a.降温 b.加水稀释 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为 mg·L-1。
高三化学填空题极难题查看答案及解析