自主整理清单（一）16-1．（12分）工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6－n]的流程如下：(1)滤渣Ⅰ的主要成分是________(填名称)。(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由绿色变为棕黄色，相关反应的离子方程式为______________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。(3)步骤②中控制pH，要使Fe3+完全除去，（化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀就达完全）溶液的pH至少应升高到_____________。（已知常温下Ksp（Fe(OH)3=1×10-38）(4)已知BAC的分散质粒子大小在1～100nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是_______________________。(5)若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出导致其原因的离子方程式：______________________________。【参考答案】（1）二氧化硅（2）4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，冷凝回流（3）3（4）用一束光分别照射两种液体，观察是否有丁达尔效应（5）Al3++3OH-==Al(OH)3↓或Al3++4OH-==AlO2-+2H2O【试题解析】本题以“煤矸石制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6－n]”的工艺流程为命题背景，将铝和铁的化合物性质、胶体的性质、化学设备、生产条件的控制等知识融合在生产工艺中，一方面考查学生对新信息的处理能力，另一方面也考查了学生灵活运用化学知识，解决实际问题的能力和学生思维的全面性和深刻性。煤矸石主要成分Al2O3、SiO2及铁的氧化物中，与酸不发生反应的是SiO2，滤渣的主要成分即为SiO2；溶液逐渐由绿色变为棕黄色，很明显是溶解后的亚铁离子被氧化为铁离子，在酸性环境中发生的离子反应应表达为：4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；要使铁离子完全沉淀，则C(Fe3+)·C(OH-)3=1×10-38，此时C(Fe3+)至少达到10-5mol/L，所以C(OH-)应为10-11mol/L，pH应升高到3。BAC的分散质粒子大小在1～100nm，所以BAC为胶体，区别胶体和溶液的方法为丁达尔现象；若Ca(OH)2溶液过量，根据过量的情况，铝离子与氢氧根可能发生反应Al3++3OH-==Al(OH)3↓或Al3++4OH-==AlO2-+2H2O。【典型错误】问题（1）很多学生错写化学式，未看到“名称”这一要求。对于问题（2）由绿色变为棕黄色，部分学生想不到氧化剂是氧气，或者书写离子方程式时酸碱性环境未弄清楚。问题（3）中部分学生不能明确要使c（Fe3+）降至10-5mol/L和“使Fe3+完全除去”这一说法之间的关系，因此无法继续计算；另外在利用Ksp（Fe(OH)3）时，计算出错。问题（4）中部分学生联想不到Al3+转变为AlO2-的情况。【要点归纳】一、化学工艺流程一般可划分为前期的原料预处理、中期的核心反应和后期的产品分离提纯三个阶段，整个流程都需要控制反应条件为获取产品服务。分析流程图的规律是：主线主产品，分支副产品，回头为循环(如下图所示)。二、工业流程题常见考点：①生产的目的、设计的原理、生产流程的作用等；②化学反应条件控制的原理；③实验基本操作；④资源的回收和利用；⑤“绿色化学”生产、环境保护等。具体有：1、原料预处理阶段①研磨、粉碎、喷洒：可增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率。②溶解：通常用酸溶（如用硫酸、盐酸、浓硫酸等）、碱溶、水溶等水浸：与水接触反应或溶解。浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)。酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。2、分离提纯阶段①调节溶液pH除杂：a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。②控制温度：加热：加速溶解、加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(如促进水解生成沉淀)。如在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。降温：防止某...
