Question

聚硅硫酸鐵（PFSS）是新型無機(jī)高分子混凝劑，廣泛應(yīng)用于水的凈化處理．PFSS化學(xué)組成可表示為：[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2（SiO₂）_x]_m，由鋼渣合成PFSS主要工藝流程如下：

（1）酸浸時(shí)，采用100～140℃和2～3h，其目的是

 

．

	開始沉淀 pH	沉淀完全 pH
Al3+	3.5	4.7
Fe3+	1.9	3.2

（2）氧化時(shí)，需將溶液冷卻到40℃以下，其目的是

 

．
（3）除Al³⁺時(shí)，先調(diào)節(jié)pH值到

 

．（參見表），得Fe（OH）₃沉淀，過濾除去濾液，再用硫酸溶解Fe（OH）₃得硫酸鐵溶液．
（4）Na₂Si0₃溶液可由Si0₂渣除雜后與35%的NaOH溶液反應(yīng)制備，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）水解聚合時(shí)，強(qiáng)力攪拌的目的是

 

；檢驗(yàn)透明橙紅色液體中，其分散質(zhì)直徑在l～l00nm的簡單方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）用工業(yè)硫酸浸取鋼渣采用較高的溫度和較長的時(shí)間是為了提高浸取率；
（2）根據(jù)H₂O₂溶液受熱易分解；
（3）由工藝流程可知調(diào)節(jié)pH值的目的是使溶液中Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，鋁元素仍以Al³⁺形式留在溶液中通過過濾而除去，結(jié)合圖表中數(shù)據(jù)可確定pH值范圍；
（4）根據(jù)SiO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水來書寫離子方程式；
（5）水解聚合時(shí)強(qiáng)力攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸，分散質(zhì)均勻分散；根據(jù)丁達(dá)爾效應(yīng)現(xiàn)象可用于鑒別溶液和膠體；

解答：解：（1）用工業(yè)硫酸浸取鋼渣采用較高的溫度和較長的時(shí)間是為了提高浸取率；
故答案為：提高鐵元素的浸取率；
（2）由于H₂O₂溶液受熱易分解，所以在氧化時(shí)需將溶液冷卻到40℃以下，以防止H₂O₂分解損失；
故答案為：防止H₂O₂分解損失；
（3）由工藝流程可知調(diào)節(jié)pH值的目的是使溶液中Fe³⁺形成Fe（OH）₃沉淀，鋁元素仍以Al³⁺形式留在溶液中通過過濾而除去，要使Fe³⁺完全形成Fe（OH）₃沉淀，Al³⁺不形成沉淀，結(jié)合圖表中數(shù)據(jù)可調(diào)節(jié)pH值到3.2-3.5；
故答案為：3.2-3.5；
（4）SiO₂與NaOH溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（5）水解聚合時(shí)強(qiáng)力攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸，分散質(zhì)均勻分散；分散質(zhì)直徑在l～l00nm的透明橙紅色液體屬于膠體，可利用激光筆照射液體，通過觀察是否產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)的簡單方法加以檢驗(yàn)．
故答案為：使反應(yīng)物充分接觸，分散質(zhì)均勻分散；用激光筆照射液體，觀察是否有丁達(dá)爾效應(yīng)．

點(diǎn)評：本題以“鋼渣為原料合成PFSS的工藝流程”為背景設(shè)計(jì)問題，考查元素化合物知識與離子方程式的書寫、反應(yīng)條件（溫度）控制的目的、反應(yīng)條件（pH值）的選擇、工藝操作的目的、膠體的性質(zhì)與檢驗(yàn)等知識．