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煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，其造成的环境污染问题愈来愈严重．某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：
[资料检索]
①煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及少量铁的氧化物．
②聚合氯化铝（[Al₂（OH）_nC_l6-n]m （1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂．
[探究思路]用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝．
[探究实验]

[交流讨论]
（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是．
（2）反应器装置如右图，三颈烧瓶上长导管的作用是．
（3）实验流程中残渣2的主要成分可能是，请设计一个实验来证明你的结论（填“操作”、“现象”）：．
（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取的实验操作是，得到PAC粗产品中可能含有杂质离子是．

解：（1）氧化铝以及铁的氧化物可以和酸发生反应，但是二氧化硅和盐酸不反应将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，不与SiO₂反应，向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离，
故答案为：将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离；
（2）三颈烧瓶上长导管可以平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用，故答案为：平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用；
（3）向含有铁离子、铝离子的混合液中加入适量的氢氧化钙，可以获得氢氧化铁沉淀，氢氧化铝能溶于过量的碱中，检验三价铁离子可以将氢氧化铁溶于盐酸中，加入硫氰酸钾，三价铁离子遇到硫氰酸钾显示红色，
故答案为：Fe（OH）₃；取少量残渣2于小试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入KSCN溶液，溶液呈（血）红色；
（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取蒸发结晶的方法，但是前面加入的硫酸、氢氧化钙后引进的硫酸根离子以及钙离子无法除掉，作为杂质存在于其中，故答案为：蒸发结晶；Ca²⁺、SO₄^2-．
分析：（1）氧化铝以及铁的氧化物可以和酸发生反应，但是二氧化硅和盐酸不反应；
（2）三颈烧瓶上长导管可以平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用；
（3）三价铁离子遇到硫氰酸钾溶液显示红色；
（4）溶液获得晶体的方法是蒸发结晶，根据流程确定含有的杂质离子．
点评：本题是一道关于物质的分离和提纯知识的实验操作题，考查学生分析和解决问题的能力，难度大．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2009?淮安二模）煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，其造成的环境污染问题愈来愈严重．某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：
[资料检索]
①煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及少量铁的氧化物．
②聚合氯化铝（[Al₂（OH）_nC_l6-n]m （1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂．
[探究思路]用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝．
[探究实验]

[交流讨论]
（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是

将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离

．
（2）反应器装置如右图，三颈烧瓶上长导管的作用是

平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用

．
（3）实验流程中残渣2的主要成分可能是

Fe（OH）₃

，请设计一个实验来证明你的结论（填“操作”、“现象”）：

取少量残渣2于小试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入KSCN溶液，溶液呈（血）红色

．
（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取的实验操作是

蒸发结晶

，得到PAC粗产品中可能含有杂质离子是

Ca²⁺、SO₄^2-

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

2012年1月，广西河池龙江河段检测出重金属镉离子（Cd²⁺）含量超标，当地政府积极展开治污工作．聚合氯化铝可以将离子状态的镉固化，这是当前可采取治理镉污染的最有效方法．
已知：①煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物．
②聚合氯化铝（[Al₂（OH）_nCl_6-n]_m（1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂．
以煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，制得聚合氯化铝的工艺流程如图1：

回答下列相关问题：
（1）向反应器中加入混合液（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是

．
（2）流程中残渣1可用于工业上制取粗硅，写出该反应的化学方程式

．
（3）流程中残渣2的主要成分是

，确认该成分中阳离子的方法是

．
（4）聚合氯化铝除镉的原理是生成了氢氧化铝胶体吸附镉离子，确定已生成氢氧化铝胶体的方法可利用胶体性质中的

．
（5）常温下以溶液pH为横坐标，Cd²⁺的除去率为纵坐标，实验结果如图所示，由图2可知，Cd²⁺的除去率最高时，溶液的c（OH^-）=

．

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科目：高中化学 来源：2013届新课标高三配套月考（一）化学试卷（B卷）（带解析） 题型：实验题

[2012·漳州质检]（12分）2012年1月，广西河池龙江河段检测出重金属镉离子（Cd²⁺）含量超标，当地政府积极展开治污工作。聚合氯化铝可以将离子状态的镉固化，这是当前可采取治理镉污染的最有效方法。
已知：①煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物。
②聚合氯化铝（[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m(1≤n≤5，m≤10)，商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。
以煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝剂，制得聚合氯化铝的工艺流程如下：

回答下列相关问题：
（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是                 。
（2）流程中残渣1可用于工业上制取粗硅，写出该反应的化学方程式                 。
（3）流程中残渣2的主要成分是         ，确认该成分中阳离子的方法是            。
（4）聚合氯化铝除镉的原理是生成了氢氧化铝胶体吸附镉离子，确定已生成氢氧化铝胶体的方法可利用胶体性质中的               。
常温下以溶液pH为横坐标，Cd²⁺离子的除去率为纵坐标，实验结果如图所示，由图可知，Cd²⁺离子的除去率最高时，溶液的c(OH^-)=            。