Question

【题目】聚合氯化铝是一种新型净水剂，其中铝的总浓度（用AlT表示）包括三类：主要为Al3+的单体形态铝总浓度（用Ala表示）；主要为[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的中等聚合形态铝总浓度（用Alb表示）和Al（OH）3胶体形态铝总浓度（用A1c表示）．
（1）一定条件下，向1.0mol/LAlCl3溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86%的聚合氯化铝溶液．写出生成[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的离子方程式： ．
（2）用膜蒸馏（简称MD）浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩，实验过程中不同浓度聚合氯化铝中铝形态分布（百分数）如表：

AlT/（molL﹣1）	Ala/%	Alb/%	A1c/%
0.208	1.4	86.6	12.0
0.489	2.3	86.2	11.5
0.884	2.3	88.1	9.6
1.613	3.1	87.0	9.9
2.520	4.5	88.2	7.3

①在一定温度下，AlT越大，pH（填“越大”、“越小”或“不变”）．
②如将AlT=2.520molL﹣1的聚合氯化铝溶液加水稀释，则稀释过程中主要发生反应的离子方程式： ．
③膜蒸馏料液温度对铝聚合形态百分数及铝的总浓度的影响如图1．当T＞80℃时，AlT显著下降的原因是 ．

（3）真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝，相关反应的热化学方程式如下：①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H1=a kJmol﹣1
②3AlCl（g）=2Al（l）+AlCl3（g）△H2=b kJmol﹣1
则反应Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）△H=kJmol﹣1（用含a、b的代数式表示）．反应①常压下在1900℃的高温下才能进行，说明△H0（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）物质中的铝元素可以通过将铝元素转化成Al3+ ， 然后在水溶液中用铝试剂（NH4）3C19H11O3（COO）3（商品名为“阿罗明拿）测定，在弱酸性溶液中，Al3+可以用铝试剂反应，生成玫瑰红色的物质．随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率．用于比色分析的仪器是 ．
A.pH计
B.元素分析仪
C.分光光度计
D.原子吸收光谱仪
（5）已知Al3++4X2[（ X2）1.5+]，X表示显色剂， X21.5+表示有色物质，通过比色分析得到25℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图2所示，请在同一图中绘出 X21.5+浓度随时间的变化曲线 ．

Answer 1

【答案】
（1）13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+
（2）越小；Al3++3H2O?Al（OH）3（胶体）+3H+；温度升高，水解程度加大，产生氢氧化铝沉淀
（3）（a+b）；＞
（4）C
（5）
【解析】解：（1）向1.0molL﹣1 AlCl3溶液中加入0.6molL﹣1的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86%的聚合氯化铝溶液，根据原子守恒、电荷守恒可得生成[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的离子方程式为：13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+ ， 所以答案是：13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+；（2）①在一定温度下，AlT越大，Ala%越大，Alc%越小，所以pH越小，所以答案是：越小；②如将AlT=2.520molL﹣1的聚合氯化铝溶液加水稀释，则稀释过程中主要发生反应的离子方程式：Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+ ， 所以答案是：Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+；③膜蒸馏料液温度对铝聚合形态百分数及铝的总浓度的影响如图所示，当T＞80℃时，AlT显著下降的原因是：温度升高，水解程度加大，产生氢氧化铝沉淀，所以答案是：温度升高，水解程度加大，产生氢氧化铝沉淀；（3）已知：①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H1=a kJmol﹣1②3AlCl（g）=2Al（l）+AlCl3（g）△H2=b kJmol﹣1根据盖斯定律，①+②可得：Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g），则△H=△H1+△H2=（a+b）kJ/mol；
该反应△S＞0，反应①常压下在1900℃的高温下才能进行，△H﹣T△S＜0反应自发进行，说明该反应△H＞0，所以答案是：（a+b）；＞；（4）pH计测定溶液pH值，元素分析仪分析组成元素，原子吸收光谱仪分析组成元素，用于比色分析的仪器是分光光度计，故选：C；（5）随反应进行Al3+浓度减小， X21.5+浓度增大，且△c（ X21.5+）=2△c（Al3+）， X21.5+浓度随时间的变化曲线为： ，所以答案是： ．
【考点精析】关于本题考查的化学平衡状态本质及特征，需要了解化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）才能得出正确答案．