Question

聚合氯化鋁（PAC）的化學(xué)式為[Al₂（OH）_nCl_6-n?xH₂O]m，它是一種新興的高效凈水劑．某興趣小組嘗試以工業(yè)廢棄物鋁灰為原料，利用酸溶法制備聚合氯化鋁，主要流程如下：
完成下列填空：
（1）用37.5%的濃鹽酸配置100mL 6mol/L鹽酸，所需的玻璃儀器有量筒、燒杯、

 

．
（2）步驟Ⅲ調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5，其目的是

 

．為使得到的PAC晶體較純凈，所用的X物質(zhì)可以是

 

（填編號(hào)）．   
a．氨水　　　　　　b．鋁   c．氫氧化鋁     d．偏鋁酸鈉．
（3）步驟Ⅳ需要保持溫度在85℃，可采用的加熱方法是

 

．
（4）為測(cè)定PAC樣品中n的值，可以采用如下方法：
①稱(chēng)取一定質(zhì)量樣品，充分研碎后在

 

（填儀器名稱(chēng)）中加熱、灼燒至質(zhì)量不再變化，得到1.020g固體，其成分是

 

（填化學(xué)式）．
②另稱(chēng)取相同質(zhì)量的樣品，用

 

（填化學(xué)式）溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到3.157g白色沉淀．
由上可知，該P(yáng)AC樣品中n的值為

 

．
（5）也可用燒堿溶解鋁灰，再用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至4.0～4.5，該法稱(chēng)為“堿溶法”．與“酸溶法”相比，“堿溶法”的缺點(diǎn)是

 

（任寫(xiě)一點(diǎn)）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）配制溶液，可用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管以及100mL容量瓶等；
（2）鋁離子易水解，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH控制，注意調(diào)節(jié)時(shí)不能引入新雜質(zhì)；
（3）控制穩(wěn)定溫度，可用水浴加熱的方法；
（4）①研碎固體藥品在研缽中進(jìn)行；加熱PAC樣品，最后得到氧化鋁；
②將樣品加入硝酸中溶解，加入硝酸銀溶液，生成AgCl沉淀，根據(jù)沉淀的質(zhì)量可確定Cl元素的質(zhì)量，結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0可確定n值；
（5）先用燒堿溶解，則生成偏鋁酸鈉，然后加入鹽酸，可生成氯化鈉．

解答： 解：（1）配制溶液，可用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管以及100mL容量瓶，其中玻璃棒用于引流，膠頭滴管用于定容，
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管；
（2）鋁離子易水解，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH控制，為避免引入新雜質(zhì)應(yīng)用鋁或氫氧化鋁調(diào)節(jié)，故答案為：控制AlCl₃的水解程度；bc；
（3）控制穩(wěn)定溫度，可用水浴加熱的方法，故答案為：水浴加熱；
（4）為測(cè)定PAC樣品中n的值，可分別測(cè)定n（Al）和n（Cl），結(jié)合化合價(jià)代數(shù)和為0的原則判斷，
①研碎固體藥品在研缽中進(jìn)行；加熱PAC樣品，分解生成氧化鋁固體，故答案為：坩堝；Al₂O₃；
②將樣品加入硝酸中溶解，加入硝酸銀溶液，生成AgCl沉淀，
則n（Al）=2n（Al₂O₃）=2×

1.020g

102g/mol

=0.02mol，
n（Cl）=n（AgCl）=

3.157g

143.5g/mol

=0.022，
則

6-n

2

=

0.022

0.02

，
n=3.8，
故答案為：稀硝酸；3.8；
（5）先用燒堿溶解，則生成偏鋁酸鈉，然后加入鹽酸，可生成氯化鈉，故答案為：產(chǎn)品中含有雜質(zhì)NaCl．

點(diǎn)評(píng)：本題以工藝流程的形式考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、計(jì)算、操作目的、誤差分析等，難度中等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生基本扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．