煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，其造成的环境污染问题愈来愈严重．某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：[资料检索]①煤矸石主要含Al2O3、SiO2及少量铁的氧化物．②聚合氯化铝（[Al2（OH）nCl6-n]m （1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂．[探究思路]用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝．[探究实验][交流讨论]（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是．（2）反应器装置如右图，三颈烧瓶上长导管的作用是．（3）实验流程中残渣2的主要成分可能是，请设计一个实验来证明你的结论（填“操作”、“现象”）：．（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取的实验操作是，得到PAC粗产品中可能含有杂质离子是．试题及答案-填空题-云返教育

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煤矸石是煤矿在洗煤和选煤过程中大量排出的固体废弃物，其造成的环境污染问题愈来愈严重．某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：
[资料检索]
①煤矸石主要含Al₂O₃、SiO₂及少量铁的氧化物．
②聚合氯化铝（[Al₂（OH）_nC_l6-n]m （1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂．
[探究思路]用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝．
[探究实验]

[交流讨论]
（1）向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是          ．
（2）反应器装置如右图，三颈烧瓶上长导管的作用是          ．
（3）实验流程中残渣2的主要成分可能是          ，请设计一个实验来证明你的结论（填“操作”、“现象”）：          ．
（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取的实验操作是          ，得到PAC粗产品中可能含有杂质离子是          ．

试题解答

将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离:平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用:Fe（OH）₃:取少量残渣2于小试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入KSCN溶液，溶液呈（血）红色:蒸发结晶:Ca²⁺、SO₄^2-

解：（1）氧化铝以及铁的氧化物可以和酸发生反应，但是二氧化硅和盐酸不反应将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，不与SiO₂反应，向反应器中加入混合酸（20%的硫酸和盐酸）酸浸，其目的是将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离，
故答案为：将煤矸石中的Al₂O₃、及少量铁的氧化物转化为盐，与SiO₂分离；
（2）三颈烧瓶上长导管可以平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用，故答案为：平衡烧瓶内外气压，且有冷凝回流作用；
（3）向含有铁离子、铝离子的混合液中加入适量的氢氧化钙，可以获得氢氧化铁沉淀，氢氧化铝能溶于过量的碱中，检验三价铁离子可以将氢氧化铁溶于盐酸中，加入硫氰酸钾，三价铁离子遇到硫氰酸钾显示红色，
故答案为：Fe（OH）₃；取少量残渣2于小试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入KSCN溶液，溶液呈（血）红色；
（4）要想从PAC的澄清稀溶液获得聚合氯化铝，应采取蒸发结晶的方法，但是前面加入的硫酸、氢氧化钙后引进的硫酸根离子以及钙离子无法除掉，作为杂质存在于其中，故答案为：蒸发结晶；Ca²⁺、SO₄^2-．

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