富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb（OH）m（SO4）n]．研究发现，当a=b时净水效果最好．工艺流程如下（部分操作和产物略）：（1）A12O3与H2

Question

富铁铝土矿（主要含有A1₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b（OH）_m（SO₄）_n]．研究发现，当a=b时净水效果最好．工艺流程如下（部分操作和产物略）：

（1）A1₂O₃与H₂SO₄发生反应的离子方程式是___．
（2）测得滤液中 (c(Al3+))/(c(Fe3+))>1．加入FeSO₄•7H₂O和H₂O₂的作用是（结合化学用语说明）___．
（3）将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁．装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）
①阴极室的电极反应式是___．
②电解过程阳极室溶液pH的变化是___（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理___．

Answer 1

（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）因滤液中(c(Al3+))/(c(Fe3+))>1，加入绿矾晶体引入Fe²⁺，并利用过氧化氢氧化得到Fe³⁺，补充溶液里的Fe³⁺，使(c(Al3+))/(c(Fe3+))=1，其中氧化Fe²⁺的离子反应式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，补充Fe³⁺；
（3）①阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②阳极上水电离的OH^-被氧化，促进水的电离，阳极周围溶液里H⁺浓度增大，溶液的pH减小，故答案为：减小；
③阴离子交换膜只允许阴离子通过，电解过程中反应室中的氯离子通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的氢氧根离子进入反应室生成Al_m（OH）_nCl_3m-n；
故答案为：电解过程中反应室中的SO₄^2--通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH^-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁．