聚合硫酸铝铁[AlaFeb（OH）m（SO4）n?xH20，简称PFAS]是一种新型高效水处理剂．以硫铁矿烧渣（主要成分为F3O4，、FeO、SiO2等）和粉煤灰（主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等）为主要原料制备PFAS的工艺流程如下：回答下列问题：（1）碱溶时Al2O3发生反应的离子方程式为滤渣Ⅰ的主要成分为，对其处理方法是（2）滤液中的溶质主要是酸溶I所得溶液中的溶质主要是（填化学式）（3）氧化时应控制温度不超过57℃，其原因是（4）聚合硫酸铝铁能够净水的原因是酸度对净水效果和水质有显著影响，若PFAS中残留硫酸过多，使用时产生的不良后果是（5）AlaFeb（OH）m（SO4）n?xH20中a、b、c间的关系为（用代数式表示）为了测定聚合硫酸铝铁的组成，进行如下实验：①准确称取8.810g样品溶于150 mLO.100 mol?L-1稀硫酸．恰好完全反应后，加入BaCl2溶液至沉淀 完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体10.485 g②另取相同质量的样品，溶于过量的氢碘酸，以磁力搅拌机搅拌，充分反应后，以0.500 mol?L-1的 Na2S2O3溶液滴定至浅黄色，滴人几滴淀粉溶液．再滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00mL已知：I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S2O3，聚合硫酸铝铁的化学式为． 化学
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【答案】 粉煤灰（主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等），加入NaOH溶液使Al2O3溶解，其方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，氧化铁、氧化亚铁和氢氧化钠不反应，通入过量CO2，发生的反应为CO2+NaAlO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3，再加入H2SO4时，其反应原理为2Al（OH）3+3H2SO4=Al2（SO4）3+6H2O，结晶得到Al2（SO4）3晶体．硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等），向硫铁矿烧渣中加入H2SO4，其方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，二氧化硅与硫酸不反应，加入过氧化氢氧化亚铁盐为铁盐，结晶Ⅰ结晶Ⅱ制备PFAS．（1）氧化铝为两性氧化物，“碱溶”时Al2O3发生反应的滤渣化学方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，氧化铁、氧化亚铁和氢氧化钠不反应，滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3、FeO，为充分利用Fe元素，将滤渣I与硫铁矿烧渣一起用硫酸溶解加以利用，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；Fe2O3、FeO；与硫铁矿烧渣一起用硫酸溶解加以利用；（2）通入二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀，滤液中主要含有NaHCO3；氢氧化铝用硫酸溶解得到酸溶Ⅰ的溶质为Al2（SO4）3，故答案为：NaHCO3；Al2（SO4）3；（3）H2O2将Fe2+为Fe3+，“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是温度过高，H2O2会分解，故答案为：温度过高，H2O2会分解；（4）聚合硫酸铝铁溶于电离出Fe3+、Al3+，Fe3+、Al3+水解生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体，具有吸附性，吸附悬浮物质而净水；因为Fe3+、Al3+水解均呈酸性，所以产品PFAS中硫酸残留过多，会抑制Al3+、Fe3+水解，降低絮凝效果，并且酸度过大影响水质，故答案为：聚合硫酸铝铁溶于电离出Fe3+、Al3+，Fe3+、Al3+水解生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体，具有吸附性；会抑制Al3+、Fe3+水解，降低絮凝效果，并且酸度过大影响水质；（5）根据电荷守恒，可知3a+3b=m+2n，n（OH-）=2n（H2SO4）=0.15L×0.100 mol?L-1×2=0.03mol，n（SO42-）=n（BaSO4）-n（H2SO4）=10.485g233g/mol-0.15L×0.100 mol?L-1=0.03mol，已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，2Fe3++2I-=2Fe2++I2，则2Fe3+～I2～2Na2S2O3，n（Fe3+）=n（Na2S2O3）=0.02L×0.500 mol?L-1=0.01mol，在AlaFeb（OH）m（SO4）n中离子所带电荷守恒，则n（Al3+）=13×（0.03mol+0.03mol×2-0.01mol×3）=0.02mol8.810g样品中水的质量：m（H2O）=8.810g-0.02mol×27g?mol-1-0.01mol×56 g?mol-1-0.03mol×17 g?mol-1-0.03mol×96 g?mol-1=4.32 g，则n（H2O）=4.32g18g/mol=0.24mol，所以n（Al3+）：n（Fe3+）：n（OH-）：n（SO42-）：n（H2O）=2：1：3：3：24则硫酸铝铁的化学式为：Al2Fe（OH）3（SO4）3?24H2O；故答案为：3a+3b=m+2n；Al2Fe（OH）3（SO4）3?24H2O．