Question

.堿式氯化鋁［Al₂(OH)_nCl_6－n］_m (1≤n≤6，m≤10) （商業代　號BAC），是一種比Al₂(SO₄)₃效果更好的凈水藥劑。以下是用煤矸石（主要含Al₂O₃，SiO₂及少量鐵的氧化物）為原料生產堿式氯化鋁過程中遇到的情況：

⑴在反應器中加入16％的硫酸和16％的鹽酸，在不斷攪拌過程中再加入經過焙燒后的煤矸石粉，反應器上部有一條長管子作為反應時氣體的排放管。加熱至沸騰（102℃）并保持一段時間，期間不斷用精密pH試紙在排氣管口上方檢查排出氣體的pH，記錄如下：

時間	起始	14min后	30min后	75min后
pH	<2.0	＝2.5	<3.5	＝3.5

試解釋排氣管中放出氣體的pH變化的原因。如果把排氣管加長一倍，排氣的pH有無變化？為什么？        ,                              

                                                                

⑵觀察反應器內溶液的顏色（取上面清液觀察），在沸騰1h內，溶液逐漸呈黃綠色，以后逐漸轉變為淡棕黃色，1.5h后呈棕紅色。解釋導致顏色變化的原因。

                                                                

                                                                 

⑶上述反應結束后，冷卻，過濾棄渣，然后再加熱至100℃，并在不斷攪拌的條件下，向溶液慢慢地添加Ca(OH)₂至適量，生成大量沉淀。過濾上述溶液，棄渣，得到澄清的BAC稀溶液。將此稀溶液加熱蒸發濃縮，又產生白色細晶狀沉淀，經化驗分析，知此沉淀不是BAC固體，也不是AlCl₃晶體或Al(OH)₃。問：這是什么物質？為什么此時會有沉淀析出？

                                                                 

                                                                 

⑷鐵的化合物和鋁的化合物一樣也可作凈水藥劑,此外,溶液中元素Fe還能與CN^-形成特定的絡合物。某溶液中同時存在Fe(CN)₆^3-和Fe(CN)₆^4-兩種離子，H₂O₂可使它們相互轉化，請用離子方程式表示這種轉化。

酸性條件：                                                        

堿性條件：                                                        

Answer 1

⑴由于鹽酸受熱蒸發出HCl氣體所致,隨著反應　的進行,鹽酸逐漸與煤矸石中的物質反應而被消耗，因此，排氣的pH從小逐漸變大，如果排氣管加長一倍，意味著排氣被冷卻的程度更高，HCl更多被冷凝回流,故排氣的pH有所增大。（3分）

⑵煤矸石中的鐵的氧化物有Fe₂O₃和FeO,與酸反應首先生成較多的是二價鐵鹽,故呈黃綠色；由于Fe₂O₃逐漸溶出，加之Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，致使溶液中Fe²⁺濃度逐漸降低，Fe³⁺濃度升高，并有部分Fe³⁺水解，顏色呈所述變化。（3分）

⑶沉淀物是水合硫酸鈣（或硫酸鈣），由于硫酸鈣是微溶的，在稀BAC溶液中達到飽和，濃縮蒸發過程中變為過飽和，故形成細晶狀析出。（3分）

⑷2Fe(CN)₆^4-+H₂O₂+2H⁺→2Fe(CN)₆^3-+2H₂O  

2Fe(CN)₆^3-+H₂O₂+2OH^-→2Fe(CN)₆^4-+2H₂O+O₂↑