Question

氧化鋁有兩種變體，一種是α?Al₂O₃，一種是γ?Al₂O₃，γ?Al₂O₃可用Al(OH)₃在723 K時加熱制得，它不耐酸；α?Al₂O₃是天然剛玉的主要成分，硬度很大，且對酸有極強(qiáng)的穩(wěn)定性。α?Al₂O₃可以用γ?Al₂O₃高溫煅燒制得。已知氧化鋁可由鋁銨礬加熱制得，鋁銨礬[(NH₄)Al(SO₄)₂·12H₂O]受強(qiáng)熱分解的產(chǎn)物為：Al₂O₃、NH₃、N₂、SO₃、SO₂和H₂O。

(1)寫出鋁銨礬受強(qiáng)熱分解的化學(xué)方程式_____________________________________

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氧化產(chǎn)物是________，還原產(chǎn)物是________，它們的物質(zhì)的量之比為________。

(2)在含有1 mol的鋁銨礬溶液中，需加入________molBa(OH)₂，沉淀的物質(zhì)的量最大，離子方程式為______________________________________________________________

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(3)將上述反應(yīng)中的Al₂O₃加入適量的氧化鉻，在氫氧焰上強(qiáng)熱，熔融后使其結(jié)晶，可以制成人造紅寶石，可用于做激光器材和裝飾品。所得人造紅寶石是哪種Al₂O₃的變體？________，如何用簡單方法證明是該變體______________________________________

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Answer 1

【答案】

(1)4(NH₄)Al(SO₄)₂·12H₂O2Al₂O₃＋2NH₃↑＋N₂↑＋5SO₃↑＋3SO₂↑＋53H₂O↑

N₂　SO₂　1∶3

(2)2　 NH₄^＋＋Al^3＋＋2＋2Ba^2＋＋4OH^－===Al(OH)₃↓＋2BaSO₄↓＋NH₃·H₂O

(3)α－Al₂O₃　取少量試樣加足量稀鹽酸，若溶解，為γ－Al₂O₃，若不溶解，為α－Al₂O₃

【解析】

試題分析：（1）鋁銨礬受強(qiáng)熱分解的生成物可知，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4(NH₄)Al(SO₄)₂·12H₂O2Al₂O₃＋2NH₃↑＋N₂↑＋5SO₃↑＋3SO₂↑＋53H₂O↑；其中氮元素的化合價從－3價升高到0價，失去3個電子，所以氮氣是氧化產(chǎn)物。S元素的化合價從＋6價降低到＋4價，得到2個電子，因此SO₂是還原產(chǎn)物。根據(jù)電子的都是守恒可知，氮氣和SO₂的物質(zhì)的量之比是1∶3。

（2）1mol NH₄)Al(SO₄)₂·12H₂O中含有1molNH₄^＋、1molAl^3＋、2molSO₄^2－，所以要使生成的沉淀物質(zhì)的量最多，則需要2mol氫氧化鋇，反應(yīng)的離子方程式是NH₄^＋＋Al^3＋＋2＋2Ba^2＋＋4OH^－===Al(OH)₃↓＋2BaSO₄↓＋NH₃·H₂O。

（3）人造紅寶石是α－Al₂O₃，由于α－Al₂O₃不能溶解再鹽酸中，而γ－Al₂O₃可以溶解鹽酸中，據(jù)此可以鑒別。

考點：考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的判斷和計算，離子方程式的書寫以及沉淀多少的計算和氧化鋁變體的判斷

點評：該題是高考中的常見考點，所以中等難度的試題。試題接近高考，貼近生活，基礎(chǔ)性強(qiáng)，難易適中。有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力，更有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。