Question

B．聚合氯化铝（PAC）可以看成是AlCl₃水解成为Al（OH）₃的中间产物，其化学通式为[Al₂（OH）_nCl_6-n]m（m≤10，n=3～5）．若式中，n接近于6或等于6，则可称为铝溶胶．聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂．某合作学习小组的同学在查阅文献资料后拟用不同的方法制备聚合氯化铝．
（1）甲组用凝胶-溶胶法，它们用结晶氢氧化铝、烧碱、CO₂及盐酸为试剂生产，其中涉及的氢氧化铝与烧碱反应的化学方程式为：

 

．
（2）乙组采用不足量酸溶法，原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等，反应原理为：2Al+（6-n）HCl+nH₂O=Al₂（OH）_nCl_6-n+3H₂↑．该制备方法工艺简单、成本低，利用本身是放热反应，故不需要加热，可能缺点有：

 

（列举一条）．
（3）丙组拟用高岭土（Al₂O₃?2SiO₂?2H₂O）等为原料，经焙烧、盐酸浸取、聚合、熟化、蒸发、干燥等步骤得到固体PAC．其中液体PAC蒸发时，适宜在110℃左右，你认为适宜的加热方法是

 

．
（4）丁组同学对甲、乙、丙组同学制得的样品进行定性实验，请你补充下列实验报告

实验序号	实验步骤	实验现象	结论
①	用激光笔照射甲组制得的PAC溶液	光亮的通路
②	取乙组制得的样品少许加入铝试剂阿罗明拿	变成玫瑰红色
③	取丙组样品少许，溶于适量的水制得的淡黄色透明液体中加入氟化铵

（5）戊组同学对丙组固体样品请质检部门用²⁷Al-NMR测试，其中的分散质主要是：Al₁₃O₄（OH）₂₄Cl₇，属于优质产品．他们另取样品mg少许放在坩埚中充分加热并灼烧，最终得到的固体产物为：

 

，若得到固体ng，则制得的样品中铝的质量分数为

 

．

Answer 1

分析：（1）氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）根据制备铝溶胶的原料和设备以及产物等角度进行分析解答；
（3）根据PAC的沸点进行解答；
（4）根据实验步骤结合实验现象进行分析解答；胶体具有丁达尔效应；阿罗明拿是三羧基金红酸的铵盐；AlF₆^3-配合物为无色；
（5）Al₁₃O₄（OH）₂₄Cl₇，取样品mg少许放在坩埚中充分加热并灼烧，最终得到的固体产物为氧化铝；根据铝原子守恒求解样品中铝的质量分数；

解答：解：（1）氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O；
（2）乙组采用不足量酸溶法，原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等，由于这些含铝的原料含有大量杂质，所以产品质量较差，可能含重金属化合物，产品纯度低，生产设备一般为金属材料，所以在强酸性条件进行，对设备的腐蚀性大，该生产有有三废产生，
故答案为：产品纯度低，可能含重金属化合物，产品质量较差；有三废产生；均在强酸性条件进行，对设备的腐蚀性大；
（3）液体PAC蒸发时，适宜在110℃左右，不能用水浴，所以适宜的加热方法为用油浴加热，用温度计显色油浴温度，
故答案为：用油浴加热，用温度计显色油浴温度；
（4）①胶体具有丁达尔效应：当光束通过胶体时，从侧面观察到一条光亮的“通路”，用激光笔照射甲组制得的PAC溶液，有光亮的通路，说明PAC溶液为胶体，即[Al₂（OH）_nCl_6-n]m中n接近6或等于6（或成为铝溶胶），
故答案为：[Al₂（OH）_nCl_6-n]m中n接近6或等于6（或成为铝溶胶）；
②鉴别铝离子的存在利用铝试剂阿罗明拿与Al³⁺成玫瑰红色进行鉴别，取乙组制得的样品少许加入铝试剂阿罗明拿变成玫瑰红色，说明含有Al³⁺，
故答案为：含有Al³⁺，
③取丙组样品少许，溶于适量的水制得的淡黄色透明液体中加入氟化铵，溶液转变为无色，因AlF₆^3-配合物为无色，所以说明由羟基配合物转变为AlF₆^3-配合物，
故答案为：由羟基配合物转变为AlF₆^3-配合物；
（5）Al₁₃O₄（OH）₂₄Cl₇，取样品mg少许放在坩埚中充分加热并灼烧，最终得到的固体产物为氧化铝；若得到氧化铝固体ng，则氧化铝的物质的量为n=

m

M

=

ng

102g/mol

，铝的质量为

ng

102g/mol

×2×27g/mol=

9n

17

g，则制得的样品中铝的质量分数为

9n

17m

×100%，
故答案为：Al₂O₃；

9n

17m

×100%；

点评：本题主要考查了聚合氯化铝，掌握铝的化合物的性质结合实验步骤是解答本题的关键，（5）根据铝原子守恒解答是常用方法，题目难度中等．