Question

2．用含有Al₂O₃及少量Fe₂O₃和SiO₂的鋁土礦制備凈水劑--液體聚合硫酸鋁鐵，工藝流程如圖：

（1）“酸浸”時，除了向鋁土礦中加入過量H₂SO₄外，還需加熱、攪拌．
（2）過濾Ⅱ得到的濾渣主要成分是SiO₂（填化學式）．
（3）“增鐵”中，應增大n（Fe³⁺）到n（Al³⁺）﹕n（Fe³⁺）=1：1．
（4）研究表明，液體聚合硫酸鋁鐵的純度越高，凈水效果越好．“調(diào)pH=1”時使用熟石灰而不用NaOH的原因用Ca（OH）₂調(diào)pH能得到溶解度較小的CaSO₄，得到的產(chǎn)品較純．
（5）寫出“加熱”獲得產(chǎn)品的離子方程式Al³⁺+Fe³⁺+mSO₄^2-+nH₂O$\frac{\underline{\;穩(wěn)定劑\;}}{△}$ AlFe（OH）_n（SO₄）_m+nH⁺
（6）液體聚合硫酸鋁鐵兼具鐵鹽和鋁鹽的雙重絮凝特性，一般是以鐵鹽為主，鋁鹽為輔，則凈水時起主要作用的物質(zhì)是Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 鋁土礦中加硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，離子方程式：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；Fe₂O₃與硫酸反應生成鐵離子，Al₂O₃與硫酸反應生成鋁離子，而SiO₂不與硫酸發(fā)生反應，過濾后的濾渣為SiO₂；溶液中含有Al³⁺、Fe³⁺因為少量的Fe₂O₃故生成的Fe³⁺也是少量的，而產(chǎn)物中n（Al³⁺）﹕n（Fe³⁺）=1：1，所以要進行增鐵，加入的FeSO₄被雙氧水在酸性溶液中氧化生成Fe³，H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺氫氧化鈣都可以調(diào)節(jié)pH生成的硫酸鈣溶解度較小，使生成物中雜質(zhì)較少，過濾除去硫酸鈣，加入穩(wěn)定劑可以得到產(chǎn)物．
（1）為了酸浸充分，除了加熱還可以通過攪拌加入溶解；
（2）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，離子方程式：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；（2）Fe₂O₃與硫酸反應生成鐵離子，Al₂O₃與硫酸反應生成鋁離子，而SiO₂不與硫酸發(fā)生反應，故過濾后的濾渣為SiO₂；（3）堿式硫酸鋁鐵中鋁鐵的系數(shù)相同其物質(zhì)的量比也應相等，故n（Al³⁺）﹕n（Fe³⁺）=1：1；
（4）氫氧化鈉和氫氧化鈣都可以調(diào)節(jié)pH，但氫氧化鈉反應生成的硫酸鈉溶液水，與生成物堿式硫酸鋁鐵混合在溶液中不易分離，而硫酸鈣溶解度較小，使生成物中雜質(zhì)較少；
（5）生成聚合硫酸鋁鐵的反應Al³⁺+Fe³⁺+mSO₄^2-+nH₂O$\frac{\underline{\;穩(wěn)定劑\;}}{△}$ AlFe（OH）_n（SO₄）_m+nH⁺；
（6）鐵鹽為主，F(xiàn)e³⁺起凈水作用是因為Fe³⁺水解可以生成Fe（OH）₃膠體．

解答 解：（1）為了酸浸充分，除了加熱還可以通過攪拌加速溶解，故答案為：攪拌；
（2）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，離子方程式：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；（2）Fe₂O₃與硫酸反應生成鐵離子，Al₂O₃與硫酸反應生成鋁離子，而SiO₂不與硫酸發(fā)生反應，故過濾后的濾渣為SiO₂，故答案為：SiO₂；
（3）堿式硫酸鋁鐵中鋁鐵的系數(shù)相同其物質(zhì)的量比也應相等，故n（Al³⁺）﹕n（Fe³⁺）=1：1，故答案為：1：1；
（4）氫氧化鈉和氫氧化鈣都可以調(diào)節(jié)pH，但氫氧化鈉反應生成的硫酸鈉溶液水，與生成物堿式硫酸鋁鐵混合在溶液中不易分離，而硫酸鈣溶解度較小，使生成物中雜質(zhì)較少，故答案為：用Ca（OH）₂調(diào)pH能得到溶解度較小的CaSO₄，得到的產(chǎn)品較純；
（5）根據(jù)生成物的分子組成，生成聚合硫酸鋁鐵的反應Al³⁺+Fe³⁺+mSO₄^2-+nH₂O$\frac{\underline{\;穩(wěn)定劑\;}}{△}$ AlFe（OH）_n（SO₄）_m+nH⁺，
故答案為：Al³⁺+Fe³⁺+mSO₄^2-+nH₂O$\frac{\underline{\;穩(wěn)定劑\;}}{△}$ AlFe（OH）_n（SO₄）_m+nH⁺；
（6）鐵鹽為主，F(xiàn)e³⁺起凈水作用是因為Fe³⁺水解可以生成Fe（OH）₃膠體，F(xiàn)e（OH）₃膠體具有吸附性可以用于凈水，故答案為：Fe（OH）₃．

點評 本題考查物質(zhì)的分離、提純知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的原理和操作方法，為解答該題的關鍵，難度不大．