Question

【題目】聚合氯化鋁是一種新型凈水劑，其中鋁的總濃度（用AlT表示）包括三類：主要為Al3+的單體形態鋁總濃度（用Ala表示）；主要為[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的中等聚合形態鋁總濃度（用Alb表示）和Al（OH）3膠體形態鋁總濃度（用A1c表示）．
（1）一定條件下，向1.0mol/LAlCl3溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液，可制得Alb含量約為86%的聚合氯化鋁溶液．寫出生成[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的離子方程式： ．
（2）用膜蒸餾（簡稱MD）濃縮技術將聚合氯化鋁溶液進行濃縮，實驗過程中不同濃度聚合氯化鋁中鋁形態分布（百分數）如表：

AlT/（molL﹣1）	Ala/%	Alb/%	A1c/%
0.208	1.4	86.6	12.0
0.489	2.3	86.2	11.5
0.884	2.3	88.1	9.6
1.613	3.1	87.0	9.9
2.520	4.5	88.2	7.3

①在一定溫度下，AlT越大，pH（填“越大”、“越小”或“不變”）．
②如將AlT=2.520molL﹣1的聚合氯化鋁溶液加水稀釋，則稀釋過程中主要發生反應的離子方程式： ．
③膜蒸餾料液溫度對鋁聚合形態百分數及鋁的總濃度的影響如圖1．當T＞80℃時，AlT顯著下降的原因是 ．

（3）真空碳熱還原一氧化法可實現由鋁土礦制備金屬鋁，相關反應的熱化學方程式如下：①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H1=a kJmol﹣1
②3AlCl（g）=2Al（l）+AlCl3（g）△H2=b kJmol﹣1
則反應Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）△H=kJmol﹣1（用含a、b的代數式表示）．反應①常壓下在1900℃的高溫下才能進行，說明△H0（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）物質中的鋁元素可以通過將鋁元素轉化成Al3+ ， 然后在水溶液中用鋁試劑（NH4）3C19H11O3（COO）3（商品名為“阿羅明拿）測定，在弱酸性溶液中，Al3+可以用鋁試劑反應，生成玫瑰紅色的物質．隨著該反應的進行，溶液的顏色不斷變化，分析溶液顏色與反應物（或生成物）濃度的關系（即比色分析），可以確定該化學反應的速率．用于比色分析的儀器是 ．
A.pH計
B.元素分析儀
C.分光光度計
D.原子吸收光譜儀
（5）已知Al3++4X2[（ X2）1.5+]，X表示顯色劑， X21.5+表示有色物質，通過比色分析得到25℃時Al3+濃度隨時間的變化關系如圖2所示，請在同一圖中繪出 X21.5+濃度隨時間的變化曲線 ．

Answer 1

【答案】
（1）13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+
（2）越小；Al3++3H2O?Al（OH）3（膠體）+3H+；溫度升高，水解程度加大，產生氫氧化鋁沉淀
（3）（a+b）；＞
（4）C
（5）
【解析】解：（1）向1.0molL﹣1 AlCl3溶液中加入0.6molL﹣1的NaOH溶液，可制得Alb含量約為86%的聚合氯化鋁溶液，根據原子守恒、電荷守恒可得生成[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+的離子方程式為：13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+ ， 所以答案是：13Al3++32OH﹣+8H2O=[AlO4Al12（OH）24（H2O）12]7+；（2）①在一定溫度下，AlT越大，Ala%越大，Alc%越小，所以pH越小，所以答案是：越小；②如將AlT=2.520molL﹣1的聚合氯化鋁溶液加水稀釋，則稀釋過程中主要發生反應的離子方程式：Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+ ， 所以答案是：Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+；③膜蒸餾料液溫度對鋁聚合形態百分數及鋁的總濃度的影響如圖所示，當T＞80℃時，AlT顯著下降的原因是：溫度升高，水解程度加大，產生氫氧化鋁沉淀，所以答案是：溫度升高，水解程度加大，產生氫氧化鋁沉淀；（3）已知：①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）=3AlCl（g）+3CO（g）△H1=a kJmol﹣1②3AlCl（g）=2Al（l）+AlCl3（g）△H2=b kJmol﹣1根據蓋斯定律，①+②可得：Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g），則△H=△H1+△H2=（a+b）kJ/mol；
該反應△S＞0，反應①常壓下在1900℃的高溫下才能進行，△H﹣T△S＜0反應自發進行，說明該反應△H＞0，所以答案是：（a+b）；＞；（4）pH計測定溶液pH值，元素分析儀分析組成元素，原子吸收光譜儀分析組成元素，用于比色分析的儀器是分光光度計，故選：C；（5）隨反應進行Al3+濃度減小， X21.5+濃度增大，且△c（ X21.5+）=2△c（Al3+）， X21.5+濃度隨時間的變化曲線為： ，所以答案是： ．
【考點精析】關于本題考查的化學平衡狀態本質及特征，需要了解化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）才能得出正確答案．