Question

聚合氯化铝（PAC）的化学式为[Al₂（OH）_nCl_6-n?xH₂O]m，它是一种新兴的高效净水剂．某兴趣小组尝试以工业废弃物铝灰为原料，利用酸溶法制备聚合氯化铝，主要流程如下：
完成下列填空：
（1）用37.5%的浓盐酸配置100mL 6mol/L盐酸，所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、

 

．
（2）步骤Ⅲ调节pH至4.0～4.5，其目的是

 

．为使得到的PAC晶体较纯净，所用的X物质可以是

 

（填编号）．   
a．氨水　　　　　　b．铝   c．氢氧化铝     d．偏铝酸钠．
（3）步骤Ⅳ需要保持温度在85℃，可采用的加热方法是

 

．
（4）为测定PAC样品中n的值，可以采用如下方法：
①称取一定质量样品，充分研碎后在

 

（填仪器名称）中加热、灼烧至质量不再变化，得到1.020g固体，其成分是

 

（填化学式）．
②另称取相同质量的样品，用

 

（填化学式）溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到3.157g白色沉淀．
由上可知，该PAC样品中n的值为

 

．
（5）也可用烧碱溶解铝灰，再用稀盐酸调节pH至4.0～4.5，该法称为“碱溶法”．与“酸溶法”相比，“碱溶法”的缺点是

 

（任写一点）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：（1）配制溶液，可用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以及100mL容量瓶等；
（2）铝离子易水解，可通过调节溶液pH控制，注意调节时不能引入新杂质；
（3）控制稳定温度，可用水浴加热的方法；
（4）①研碎固体药品在研钵中进行；加热PAC样品，最后得到氧化铝；
②将样品加入硝酸中溶解，加入硝酸银溶液，生成AgCl沉淀，根据沉淀的质量可确定Cl元素的质量，结合化合价代数和为0可确定n值；
（5）先用烧碱溶解，则生成偏铝酸钠，然后加入盐酸，可生成氯化钠．

解答： 解：（1）配制溶液，可用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以及100mL容量瓶，其中玻璃棒用于引流，胶头滴管用于定容，
故答案为：100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管；
（2）铝离子易水解，可通过调节溶液pH控制，为避免引入新杂质应用铝或氢氧化铝调节，故答案为：控制AlCl₃的水解程度；bc；
（3）控制稳定温度，可用水浴加热的方法，故答案为：水浴加热；
（4）为测定PAC样品中n的值，可分别测定n（Al）和n（Cl），结合化合价代数和为0的原则判断，
①研碎固体药品在研钵中进行；加热PAC样品，分解生成氧化铝固体，故答案为：坩埚；Al₂O₃；
②将样品加入硝酸中溶解，加入硝酸银溶液，生成AgCl沉淀，
则n（Al）=2n（Al₂O₃）=2×

1.020g

102g/mol

=0.02mol，
n（Cl）=n（AgCl）=

3.157g

143.5g/mol

=0.022，
则

6-n

2

=

0.022

0.02

，
n=3.8，
故答案为：稀硝酸；3.8；
（5）先用烧碱溶解，则生成偏铝酸钠，然后加入盐酸，可生成氯化钠，故答案为：产品中含有杂质NaCl．

点评：本题以工艺流程的形式考查化学实验基本操作、计算、操作目的、误差分析等，难度中等，是对学生综合能力的考查，需要学生基本扎实的基础与分析问题、解决问题的能力．