聚合氯化铝\(\rm{[Al_{2}(}\) \(\rm{OH)_{n}Cl_{6-n}]_{m}}\)是一种新型高效净水剂,与一般絮凝剂相比,它的吸附能力强、絮凝率高,可由\(\rm{AlCl_{3}}\)经水解法制得。回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)工业上可用\(\rm{Cl_{2}}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)和焦炭在高温下反应制取\(\rm{AlCl_{3}}\)
已知:\(\rm{4Al(s)+3O_{2}(g)=2Al_{2}O_{3}(s)\triangle H_{1}}\)
\(\rm{2C(s)+O_{2}(g)=2CO(g)\triangle H_{2}}\)
\(\rm{2Al(s)+3Cl_{2}(g)=2A1Cl_{3}(g)\triangle H_{3}}\)
\(\rm{①Al_{2}O_{3}(s)+3C(s)+3Cl_{2}(g)}\) \(\rm{ \dfrac { \overset{\;{高温}\;}{ -}}{\;}2AlCl_{3}(g)+3CO(g)\triangle H=}\) ______ 。
\(\rm{②}\)反应\(\rm{3A1_{2}O_{3}(s)+6Cl_{2}(g)⇌4AlCl_{3}(g)+3O_{2}(g)}\)在高温下较难发生,但加入焦炭后可提高氯气的转化率,原因是 ______ 。
\(\rm{(2)AlCl_{3}}\)在水溶液中分三步水解
\(\rm{Al^{3+}+H_{2}O⇌Al(OH)^{2+}+H^{+}}\) \(\rm{K_{1}}\)
\(\rm{Al(OH)^{2+}+H_{2}O⇌Al(OH)_{2}^{+}+H^{+}}\) \(\rm{K_{2}}\)
\(\rm{Al(OH)_{2}^{+}+H_{2}O⇌Al(OH)_{3}+H^{+}}\) \(\rm{K_{3}}\)
\(\rm{①K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\)、\(\rm{K_{3}}\)由小到大的顺序是 ______ 。
\(\rm{②}\)控制溶液的\(\rm{pH}\)在一定范围内,上述水解产物才能聚合生成聚合氯化铝。\(\rm{pH}\)偏小时,\(\rm{Al^{3+}}\)的水解程度弱;\(\rm{pH}\)偏大时的影响是 ______ 。
\(\rm{(3)}\)已知有如下可逆反应:\(\rm{Al^{3+}(aq)+2H_{2}QSI(aq)(}\)显色剂\(\rm{)⇌Al(HQSI)_{2}^{+}(aq)(}\)有色配合物\(\rm{)+2H^{+}(aq)}\)
\(\rm{298K}\)时,将\(\rm{1mol⋅L^{-1}}\) \(\rm{AlCl_{3}}\)溶液与\(\rm{1mL2a}\) \(\rm{mol⋅L^{-1}H_{2}QSI}\)溶液混合发生上述反应,溶液中\(\rm{c[Al(HQSI)_{2}^{+}]}\)与时间\(\rm{(t)}\)的关系如图所示。
\(\rm{①}\)下列可判断该反应达到平衡状态的是 ______ \(\rm{(}\)填标号\(\rm{)}\)。
A.溶液的\(\rm{pH}\)不再变化 \(\rm{B.v(Al_{3}^{+})=v[Al(HQSI)_{2}^{+}]}\)
C.溶液颜色不再变化 \(\rm{D.c(A1_{3}^{+})/c(H_{2}QSI)}\)不再变化
\(\rm{②0~t_{2}}\)时间内,该反应的平均反应速率\(\rm{v(H_{2}QSI)=}\) ______ 。
\(\rm{③298K}\)时,该反应的平衡常数\(\rm{K=}\) ______ 。
\(\rm{(4)}\)该方法制得的聚合氯化铝的优点是不含其它金属离子,但盐基度低\(\rm{(}\)盐基度:衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为:盐基度\(\rm{=n(OH)/3n(Al)}\),\(\rm{n}\)为物质的量\(\rm{)}\)。常温下实验测量样品的盐基度,取\(\rm{mg}\)样品,该样品中\(\rm{A}\)的质量分数为\(\rm{w}\);加入煮沸后冷却的蒸馏水溶解,配成\(\rm{1L}\)溶液,测得该溶液\(\rm{pH=9.0.}\)则其盐基度为 ______ 。