Question

聚合鋁（PAC）是一種新型高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理．用鋁灰、鋁土礦、鋁渣等為原料（主要成分為Al、Al₂O₃）可制取聚合鋁．實(shí)驗(yàn)步驟如圖：

（1）寫出鋁、氧化鋁分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：

2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

，

Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O

，
（2）用36.5%的鹽酸配制20%的鹽酸，操作步驟是

計(jì)算、量取、稀釋

（依次寫出），配制過(guò)程中所需的定量?jī)x器是

量筒

．
（3）聚合鋁（PAC）的分子式為[Al₂（OH）_aCl_b]_m，聚合鋁中OH^-與Al³⁺的比值對(duì)凈水效果有很大影響，定義鹽基度B=n（OH^-）/3n（Al³⁺），當(dāng)B=2/3時(shí)，b=

2

（填入合適數(shù)字）．
（4）聚合過(guò)程主要利用了Al³⁺的性質(zhì)是

水解性

．
（5）要測(cè)定1mol聚合鋁中a的值．
①測(cè)定時(shí)所需的試劑是

bd

（填代號(hào)）．
（a） NaOH（b）AgNO₃（c） pH試紙（d） HNO₃
②需要直接測(cè)定的物理量是

氯化銀沉淀的質(zhì)量

（用文字表示）．若該物理量的數(shù)值用β表示，試寫出聚合鋁中a值的表達(dá)式

6-

β

143.5

．
③測(cè)定過(guò)程中所需的基本操作是

cbadec

（按操作先后順序的代號(hào)列出，可重復(fù)選擇）．
（a） 洗滌（b） 過(guò)濾（c） 稱量  （d） 干燥（e） 冷卻．

Answer 1

分析：（1）鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣；氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與水．氯化鋁與HCl形成離子的形式；
（2）用36.5%的鹽酸配制20%的鹽酸，操作步驟是：計(jì)算、量取、稀釋；配制過(guò)程中所需的定量?jī)x器是量筒；
（3）B=n（OH^-）/3n（Al³⁺）=2/3時(shí)，則n（OH^-）=2n（Al³⁺），由[Al₂（OH）_aCl_b]_m可知a=4，再根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算b的值；
（4）聚合過(guò)程主要利用了Al³⁺的水解；
（5）要測(cè)定1mol聚合鋁中a的值，可以測(cè)定1mol聚合鋁中n（Cl^-），測(cè)定1mol聚合鋁中n（Cl^-），將Cl^-轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，沉淀氯化銀的質(zhì)量，計(jì)算b的值，再利用化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算a的值；
①將Cl^-轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，所用試劑為硝酸、硝酸銀溶液；
②需要直接測(cè)定的物理量是氯化銀沉淀的質(zhì)量．計(jì)算出沉淀氯化銀的物質(zhì)的量，可得b的值，再利用化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算a的值；
③首先稱量聚合鋁的質(zhì)量，沉淀完全后，稱量氯化銀沉淀的質(zhì)量，應(yīng)先過(guò)濾，沉淀會(huì)附著硝酸銀、硝酸鋁等物質(zhì)，要進(jìn)行洗滌，然后干燥，冷卻后再稱量氯化銀的質(zhì)量．

解答：解：（1）鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，反應(yīng)離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與水，反應(yīng)離子方程式為Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）用36.5%的鹽酸配制20%的鹽酸，操作步驟是：計(jì)算、量取、稀釋；配制過(guò)程中所需的定量?jī)x器是量筒，
故答案為：計(jì)算、量取、稀釋；量筒；
（3）B=n（OH^-）/3n（Al³⁺）=2/3時(shí)，則n（OH^-）=2n（Al³⁺），由[Al₂（OH）_aCl_b]_m可知a=4，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0有3×2+4×（-1）+b×（-1）=0，解得b=2，故答案為：2；
（4）聚合過(guò)程主要利用了Al³⁺的水解性，故答案為：水解性；
（5）要測(cè)定1mol聚合鋁中a的值，可以測(cè)定1mol聚合鋁中n（Cl^-），測(cè)定1mol聚合鋁中n（Cl^-），將Cl^-轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，沉淀氯化銀的質(zhì)量，計(jì)算b的值，再利用化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算a的值．
①將Cl^-轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，所用試劑為硝酸、硝酸銀溶液．故選：bd；
②需要直接測(cè)定的物理量是氯化銀沉淀的質(zhì)量．βg氯化銀的物質(zhì)的量為

βg

143.5g/mol

=

β

143.5

mol，故b=

β

143.5

，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0有：3×2+a×（-1）+

β

143.5

×（-1）=0，解得a=6-

β

143.5

，
故答案為：氯化銀沉淀的質(zhì)量；6-

β

143.5

；
③首先稱量聚合鋁的質(zhì)量，沉淀完全后，稱量氯化銀沉淀的質(zhì)量，應(yīng)先過(guò)濾，沉淀會(huì)附著硝酸銀、硝酸鋁等物質(zhì)，要進(jìn)行洗滌，然后干燥，冷卻后再稱量氯化銀的質(zhì)量，故測(cè)定過(guò)程中所需的基本操作是cbadec，
故答案為：cbadec．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的理解與設(shè)計(jì)、根據(jù)化學(xué)式的計(jì)算、溶液配制、鋁及其化合物的性質(zhì)等，難度中等，（5）中理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握．