Question

20．實(shí)驗(yàn)室用鋁屑、稀硫酸、稀氫氧化鈉溶液為原料，制備氫氧化鋁．請?jiān)O(shè)計(jì)一種最佳方案：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．

Answer 1

分析 依據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系分析；
方案①：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗$\frac{3}{4}$molH⁺、$\frac{3}{4}$molOH^-．

解答 解：制備氫氧化鋁可以有三種方案：①Al與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，硫酸鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁；
方案②：A鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與硫酸反應(yīng)生成氫氧化鋁；
方案③：硫酸鋁和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁；
方案①中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②中：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗$\frac{3}{4}$molH⁺、$\frac{3}{4}$molOH^-，故綜合以上分析，方案③最好，故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，．

點(diǎn)評 本題考查氫氧化鋁的制備，為高頻考點(diǎn)，把握Al與酸和堿反應(yīng)原理是解決本題的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�及化學(xué)用語的考查，題目難度中等．