Question

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等、利用粉煤灰可制备污水处理的混凝剂(PAFC)及其他化工产品，其下艺流在如下:

（1）PAFC名称是聚合氧化铝铁，其化学式为[Al₂(OH)_nCl_6-n][Fe₂(OH)_NCl_6-N]_M，化学式中n、m、N、M均为整数。已知碱式氯化镁[Mg(OH)₂·MgCl₂],]可改写为氧化物和氯化物形式2MgO·2HCl，则PAFC改写为氧化物和氯化物形式为__________________。

（2）“酸浸”操作中加入的酸为_______(填字母)

a.稀硫酸       b.浓硫酸      c.稀盐酸        d.稀硝酸

为了提高“酸浸”速率,可采取的措施为___________________。(填两种即可)。

（3）“碱浸"用的是NaOH溶液。该反应的离子方程式为_______________。

（4）“粗盐溶液”“精制”后的“电解”操作中，阴极反应为________________。

（5）常温时，测得流程图中“粗盐溶液”中c(Ca²⁺)=c(Mg²⁺)=0.01mol/L，若溶液中阳离子的浓度为1.0×10^-5mol/L时可认为该离子除去干净,则Mg²⁺除干净时的pH=___,此时Ca²⁺的浓度___。{忽略加入碱液所导致的溶液体积变化；Ksp[Ca(OH)₂] =6.0×10^-6，Ksp[Mg(OH)₂]=2.0×10^-11，1g2=0.31}

Answer

[Al2O3·（n-3)H2O·（6-n)HCl]m·[Fe2O3·（N-3)H2O·(6- N) HCl]M c 使用浓度较大的酸、适当提高“酸浸”温度、搅拌 SiO2 +2OH-=SiO32-+H2O 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H+ +2e - =H2↑ 11.15 0.07 mol．L-1

【解析】（1）PAFC名称是聚合氧化铝铁，其化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m[Fe2(OH)NCl6-N]M，依据原子个数比不变，将其改写成氧化物和氯化物的形式为[Al2O3·(n-3)H2O·(6-n)HCl]m·[Fe2O3·(N-3)H2O·(6- N) HCl]M。

（2）由PAFC 的组成可知，“酸浸”操作中加入的酸为盐酸，选c。为了提高“酸浸”速率,可采取的措施有：使用浓度较大的酸、适当提高“酸浸”温度、搅拌等等。

（3）“碱浸"用的是NaOH溶液，原料中的二氧化硅可溶于其中，该反应的离子方程式为SiO2 +2OH-=SiO32-+H2O。

（4）“粗盐溶液”“精制”后的“电解”操作中，阴极上水电离的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H+ +2e - =H2↑。

（5）常温时，测得流程图中“粗盐溶液”中c(Ca2+)=c(Mg2+)=0.01mol/L，若溶液中阳离子的浓度为1.0×10-5mol/L时可认为该离子除去干净，则Mg2+除干净时，根据氢氧化镁的溶度积常数可以求出c(OH-)=，由水的离子积可以求出c(H+)=，则pH=11.15，此时Qc[Ca(OH)2] =0.01＜Ksp[Ca(OH)2] ，所以Ca2+不会沉淀，其浓度仍为0.01 mol•L-1。