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  2014年我国各地出现连续干旱,给生产生活带来严重影响.为确保人、畜用水和安全,净水剂选择与制备尤为重要.(1)聚合氯化铝晶体([Al2(OH)nC16-n•xH2O]m)是一种高效无机水处理剂,

  2014年我国各地出现连续干旱,给生产生活带来严重影响.为确保人、畜用水和安全,净水剂选择与制备尤为重要.

  (1)聚合氯化铝晶体([Al2(OH)nC16-n•xH2O]m)是一种高效无机水处理剂,它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH,通过促进其水解而结晶析出.利用高岭土(化学组成为:A12O3、SiO2、Fe2O3、及少量杂质和水分,高岭土在煅烧的过程中可除去杂质和水分)制备聚合氯化铝,其制备过程有如图1两种途径:

  ①途径Ⅰ和途径Ⅱ哪种更合理?___.

  ②途径Ⅰ中加入铝粉最主要的目的是___.

  a.中和过量的盐酸

  b.将Fe3+还原为便于人体吸收的Fe2+

  c.除去溶液中的铁元素

  d.制备生成聚合氯化铝所需要的AlCl3

  ③加入碳酸钙调节溶液pH至4.0~4.5的目的是___.

  ④蒸发浓缩过程中生成Al2(OH)nC16-n•xH2O的化学反应方程式是___.

  (2)Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,其电解制法如图2所示,请根据图示分析:电解过程中的电池反应为___;每转移0.6mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积为___;隔膜用阳离子交换膜(只允许阳离子通过)还是阴离子交换膜(只允许阴离子通过)___.

1回答
2020-10-31 17:02
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杜登崇

  将高岭土(化学组成为:A12O3、SiO2、Fe2O3、及少量杂质和水分,高岭土在煅烧的过程中可除去杂质和水分)煅烧,除去少量杂质和水分,

  途径I:向固体中加入过量稀盐酸,发生反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,向溶液中加入适量铝粉,发生反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+、3Fe2++2Al=2Al3++3Fe,过滤除去滤渣SiO2、Fe,滤液中只含AlCl3;

  途径II:向固体中加入过量NaOH溶液,发生反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,过滤得到滤渣Fe2O3,滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3,然后向滤液中加入过量稀盐酸,发生反应NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O、Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓,两种滤液混合,然后加入碳酸钙并调节溶液的pH至4.0-4.5,碳酸钙和过量的稀盐酸反应,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,然后蒸发浓缩得到聚合氯化铝晶体([Al2(OH)nC16-n•xH2O]m),

  (1)①途径Ⅰ中滤液中只含氯化铝,途径II滤液中含有NaCl、AlCl3,所以途径I更合理,

  故答案为:途径Ⅰ;

  ②通过以上分析知,途径Ⅰ中加入铝粉最主要的目的是除去Fe元素,将Fe元素转化为Fe单质通过过滤而除去,故选c;

  ③通过以上分析知,加入碳酸钙的目的是除去过量的稀盐酸从而调节增大溶液的pH,从而促进氯化铝水解而结晶析出,

  故答案为:调节增大溶液的pH,促使氯化铝水解而结晶析出;

  ④蒸发浓缩过程中生成Al2(OH)nC16-n•xH2O的化学反应方程式为2AlCl3+(x+n)H2O  △  .

   

2020-10-31 17:05:08

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