Question

【題目】堿式氯化鋁[Al2(OH)xCl(6-x)]y是一種高效凈水劑，利用“鋁灰酸溶一步法”可制得。研究表明酸溶反應的最佳條件是選用6mol·L-1的鹽酸，溫度控制在85℃左右，以中等速度攪拌。

(1)寫出鋁灰中主要成分鋁與鹽酸反應生成Al2(OH)xCl(6-x)的化學方程式_________________。

(2)若用溶質質量分數(shù)36.5%的濃鹽酸(密度為1.16g·cm-3)配制50mL6mol·L-1的鹽酸，所有濃鹽酸的體積為___________________。

(3)以中等速度攪拌的理由是__________________。

(4)為測定某[Al2(OH)xCl(6-x)]y樣品組成中的x值，可以采取如下方法：取兩份等質量的樣品，一份樣品用足量的稀HNO3溶解后，加入足量的AgNO3溶液，得到3.157g白色沉淀；另一份樣品配成500mL溶液，取出12.50mL溶液，加入0.1000mol·L-1EDTA標準溶液25.00mL，調節(jié)溶液pH為3~4，煮沸，冷卻后用0.1000mol·L-1ZnSO4標準溶液滴定過量的EDTA至終點，消耗ZnSO4標準溶液20.00mL(已知Al3+、Zn2+與EDTA 反應的化學計量比均為1:1)。計算[Al2(OH)xCl(6-x)]y樣品中的x值(寫出計算過程)______。

Answer 1

【答案】2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑ 25.9 攪拌速度過快，導致鹽酸揮發(fā)太快；攪拌速度過慢，反應速率慢 3.8

【解析】

(1)鋁與鹽酸、水共同作用下生成Al2(OH)xCl(6-x)和H2，據(jù)此寫出化學方程式；

(2)根據(jù)c=1000×ρ×ω/M可求出濃鹽酸的濃度；根據(jù)溶液稀釋規(guī)律可求出需要濃鹽酸的體積；

(3)溫度低，反應速率慢，溫度高鹽酸揮發(fā)；

(4)先根據(jù)氯化銀的質量求出氯化銀的物質的量，根據(jù)氯離子守恒可求出n(Cl-)=n(AgCl)；然后用標準液EDTA滴定鋁離子，標準液EDTA過量，用0.1000mol·L-1ZnSO4標準溶液滴定過量的EDTA至終點，然后用總的EDTA的量減去剩余的EDTA的量，即為12.50mL溶液中含有的n(Al3+)，最后轉換成500mL溶液含有n(Al3+)，列式n(Al3+)/ n(Cl-)=2/(6-x)求解x。

(1)鋁與鹽酸、水共同作用下生成Al2(OH)xCl(6-x)和H2，化學方程式為：2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑；

綜上所述，本題答案是：2Al + (6-x)HCl + xH2O = Al2(OH)xCl(6-x) + 3H2↑。

(2)根據(jù)c=1000×ρ×ω/M可知，濃鹽酸的濃度=1000×1.16g·cm-3×36.5%/36.5g/mol=11.6mol/L；根據(jù)稀釋前后溶質的量不變可知：11.6mol/L×VL =10-3×50mL×6mol·L-1，V=0.025.9L=25.9mL；

綜上所述，本題答案是：25.9。

(3)反應中加入鹽酸試劑，鹽酸具有揮發(fā)性，因此在攪拌時，攪拌速度過快，導致鹽酸揮發(fā)太快；攪拌速度過慢，反應速率慢，因此要以中等速度攪拌；

綜上所述，本題答案是：攪拌速度過快，導致鹽酸揮發(fā)太快；攪拌速度過慢，反應速率慢。

(4)n(Cl-)=n(AgCl)= 3.157g/143.5g/mol=0.022mol；n(Al3+)=0.1000mol·L-1×(25.00mL-20.00mL)×10-3×(500mL/12.50mL)=0.02mol；n(Al3+)/ n(Cl-)=2/(6-x)= 0.02/0.022, x=3.8；

綜上所述，本題答案是：3.8。