Question

堿式氯化鋁[ Al₂(OH)_nCl_6-n ] 是利用工業鋁灰和活性鋁礬土為原料（主要含Al、Al₂O₃、SiO₂及鐵的氧化物）經過精制加工而成，此產品活性較高，對工業污水具有較好的凈化效果。其制備流程如下：

（1）原料需要粉碎，其目的是                    ；濾渣I的主要成分是                   ；
（2）步驟①在煮沸過程中，溶液逐漸變為淺綠色，此時溶液中呈淺綠色的陽離子常采用加入                         試劑進行檢驗（填化學式）；隨后溶液又變為棕黃色，相關反應的離子方程式為                     ；
（3）步驟②中加入適量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是             ；已知堿式氯化鋁的分散質粒子大小在1~100 nm之間，則區別濾液I與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是    ；若Ca(OH)₂溶液過量，則步驟③得到的堿式氯化鋁產率偏低，該反應的離子方程式為          ；
（4）某溫度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸餾水，當有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液時，吸收熱量Q kJ ，該過程的熱化學反應方程式為                                            。

Answer 1

（1）增大反應物接觸面積，加快溶解速率（提高Al³⁺的浸出率）；SiO₂（或：二氧化硅） ；
（2）K₃[Fe(CN)₆] ；  4Fe²⁺ +O₂ + 4H⁺＝ 4Fe³⁺+ 2H₂O ；
（3）除Fe³⁺ ；觀察是否有丁達爾效應        Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O ；
（4）AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(膠體) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.

解析試題分析：（1）原料都是固體，將固體物質粉碎，其目的是為了增大反應物接觸面積，加快溶解速率（提高Al³⁺的浸出率）；Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等金屬或金屬氧化物都能溶于酸，濾渣I的主要成分是（2）步驟①在煮沸過程中，溶液逐漸變為淺綠色，此時溶液中呈淺綠色的陽離子Fe²⁺常采用加入K₃[Fe(CN)₆]溶液的方法來檢驗。隨后溶液會被空氣中的氧氣氧化變為Fe³⁺,而使溶液又變為棕黃色，相關反應的離子方程式為4Fe²⁺ +O₂ + 4H⁺＝ 4Fe³⁺+ 2H₂O。（3）（3）步驟②中加入適量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成堿式氯化鋁；二是使Fe³⁺轉化為Fe(OH)₃沉淀除去。由于堿式氯化鋁的分散質粒子大小在1~100 nm之間，所以屬于膠體；而濾液則屬于溶液。因此區別濾液I與堿式氯化鋁兩種液體的物理方法是利用膠體的性質，觀察是否有丁達爾效應，有觀察是否有丁達爾效應的就是膠體，否則就是濾液。若Ca(OH)₂溶液過量，則會發生反應Al³⁺ + 4OH^－＝AlO₂^-+ 2H₂O，導致步驟③得到的堿式氯化鋁產率偏低。（4）某溫度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸餾水，當有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液時，吸收熱量Q kJ ，該過程的熱化學反應方程式為AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)Al(OH)₃(膠體) + 3HCl(aq)  ΔH ＝+400Q  kJ∕mol.
考點：考查影響化學反應速率的因素、離子的檢驗、物質的鑒別、膠體遇溶液的區別、熱化學方程式的書寫的知識。