Question

【题目】富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb（OH）m（SO4）n]．研究发现，当a=b时净水效果最好．工艺流程如下（部分操作和产物略）：

（1）A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是 ．
（2）测得滤液中 ＞1．加入FeSO47H2O和H2O2的作用是（结合化学用语说明） ．
（3）将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁．装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）
①阴极室的电极反应式是 ．
②电解过程阳极室溶液pH的变化是（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理 ．

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，补充Fe3+
（3）2H++2e﹣=H2↑；减小；电解过程中反应室中的SO42﹣通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH﹣通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁
【解析】解：（1.）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，所以答案是：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2.）因滤液中 ＞1，加入绿矾晶体引入Fe2+ ， 并利用过氧化氢氧化得到Fe3+ ， 补充溶液里的Fe3+ ， 使 =1，其中氧化Fe2+的离子反应式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，补充Fe3+；
（3.）①阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑；所以答案是：2H++2e﹣=H2↑；②阳极上水电离的OH﹣被氧化，促进水的电离，阳极周围溶液里H+浓度增大，溶液的pH减小，所以答案是：减小；③阴离子交换膜只允许阴离子通过，电解过程中反应室中的氯离子通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的氢氧根离子进入反应室生成Alm（OH）nCl3m﹣n；所以答案是：电解过程中反应室中的SO42﹣﹣通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH﹣通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁．