Question

“一酸两浸，两碱联合”法是实现粉煤灰（含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等）综合利用的新工艺。工业流程如下：

回答下列问题：

（1）聚合氯化铝铁（PAFC）化学式为[Al₂(OH)_nCl_6－n]_m·[Fe₂(OH)_xCl_6－x]_y，是一种新型高效的净水剂，PAFC中铁元素的化合价为___________。    

（2）“一酸两浸”中的酸是________________（填结构式）。 

（3）实际工业中“酸浸”、“碱浸”均不能充分反应，滤渣A中主要含有SiO₂、Al₂O₃。“纯碱混合焙烧”中，它们分别发生反应的化学方程式为_____________、 ________________。

（4）“滤液B”的主要溶质有_____________（填化学式）。滤液混合后“蒸发”的作用是____________________________________。

（5）“电解”时的化学方程式________________________________。

Answer

+3 H-Cl Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑ AlCl3、NaCl 促进Al3+、Fe3+水解生成了聚合氯化铝铁（PAFC） 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑

【解析】(1)该物质是碱式氯化铝和碱式氯化铁形成的复杂物质，根据化合价规则，设铁元素的化合价为a，则有(6-x)+x=2a，所以铁元素的化合价为+3价；

(2)因最终产物为氯化物，所以该酸为盐酸，其结构式为H—Cl；

(3)SiO2和Al2O3在高温下都能与纯碱反应，类似于生产玻璃的主要反应原理：Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3+CO2↑ 和Na2CO3 +Al2O3 2NaAlO2+CO2↑；

(4)根据滤渣A中主要含有SiO2和Al2O3，与纯碱焙烧后生成Na2SiO3和NaAlO2，再用盐酸酸浸后得到滤渣为H2SiO3，所以滤液B的主要溶质为AlCl3和NaCl；滤液混合后其中的溶质为AlCl3、FeCl3和NaCl，由于Al3+和Fe3+都能够水解，且加热能够促进水解，所以滤液混合后加热蒸发的作用就是促进Al3+、Fe3+水解生成聚合氯化铝铁（PAFC）；

(5)分离出聚合氯化铝铁（PAFC）后的滤液中主要是NaCl，即粗盐，经过精制处理后，再进行电解，即氯碱工业，反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑。