Question

1．高效凈水劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）的組成可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，該物質(zhì)廣泛應(yīng)用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理，PAFC中鐵元素的化合價(jià)為+3．
某工廠欲以工業(yè)廢料（金屬鋁、鐵及其氧化物）為原料制取PAFC，設(shè)計(jì)如下流程：

①所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是C
A、Al³⁺             B、Fe²⁺             C、Fe³⁺            D、H⁺
若向該酸性的溶液中加入過量的NaOH溶液，寫出Al³⁺轉(zhuǎn)化的離子方程式Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-；
②試劑X最好是下列中的C；反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-．
A、Fe              B、HNO₃        C、氯水                D、Al
③水解形成的聚合物分散在水中的粒子直徑在1nm～100nm之間，請(qǐng)用簡單的方法驗(yàn)證該分散系的簡單方法是用一束光通過混合物，產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象．

Answer 1

分析 該化合物中，Al元素化合價(jià)為+3價(jià)、Cl元素化合價(jià)為-1價(jià)、OH^-化合價(jià)為-1價(jià)，化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，據(jù)此判斷Fe元素化合價(jià)；
廢料中加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀鹽酸反應(yīng)，導(dǎo)致溶液中溶質(zhì)為HCl、FeCl₂、AlCl₃，因?yàn)锳l、Fe具有還原性、鐵離子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃，向溶液中加入試劑X，然后加入HCl或NaOH調(diào)節(jié)溶液pH，最后水解聚合得到PAEC，PAEC中鐵元素化合價(jià)為+3價(jià)，酸性溶液中含有亞鐵離子，試劑X能氧化亞鐵離子且不能引進(jìn)雜質(zhì)，所以X最好是氯水，據(jù)此分析解答．

解答 解：該化合物中，Al元素化合價(jià)為+3價(jià)、Cl元素化合價(jià)為-1價(jià)、OH^-化合價(jià)為-1價(jià)，化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，F(xiàn)e元素化合價(jià)=（6-n）×1+n×1-3×1=+3，
故答案為：+3；
廢料中加入過量稀鹽酸，F(xiàn)e、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀鹽酸反應(yīng)，導(dǎo)致溶液中溶質(zhì)為HCl、FeCl₂、AlCl₃，因?yàn)锳l、Fe具有還原性、鐵離子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃，向溶液中加入試劑X，然后加入HCl或NaOH調(diào)節(jié)溶液pH，最后水解聚合得到PAEC，PAEC中鐵元素化合價(jià)為+3價(jià)，酸性溶液中含有亞鐵離子，試劑X能氧化亞鐵離子且不能引進(jìn)雜質(zhì)，所以X最好是氯水；
①加入的鹽酸足量，F(xiàn)e、Al、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃都和稀鹽酸反應(yīng)，導(dǎo)致溶液中溶質(zhì)為HCl、FeCl₂、AlCl₃，因?yàn)锳l、Fe具有還原性、鐵離子具有氧化性，所以酸性溶液中不一定含有FeCl₃；鋁離子和足量氫氧根離子反應(yīng)生成四羥基合鋁酸根離子，離子方程式為Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-，
故答案為：C；Al³⁺+4OH^-═[Al（OH）₄]^-；
②酸性溶液中含有亞鐵離子，試劑X能氧化亞鐵離子且不能引進(jìn)雜質(zhì)，所以X最好是氯水，鐵、Al沒有氧化性，硝酸具有氧化性但產(chǎn)生新的雜質(zhì)，故選氯水，亞鐵離子和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，離子方程式為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：C；2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
③水解形成的聚合物分散在水中的粒子直徑在1nm～100nm之間，則該分散系為膠體，膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，其檢驗(yàn)方法為用一束光通過混合物，產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，
故答案為：用一束光通過混合物，產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離和提純，為高頻考點(diǎn)，涉及氧化還原反應(yīng)、膠體性質(zhì)、離子反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及溶液中溶質(zhì)及其性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意除雜時(shí)不能產(chǎn)生新的雜質(zhì)，為易錯(cuò)點(diǎn)．