Question

2．硝酸鋁【Al （NO₃） ₃】是一種常用媒染劑．工業(yè)上用鋁灰（主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等），制取硝酸鋁晶體[A1 （NO₃）₃•9H₂O]的流程如圖

（1）寫出反應I的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑或Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O（任寫一個）
（2）若在實驗室中完成反應II，為避免鋁的損失，需要解決的問題是如何控制反應終點（或硝酸的用量），可采取的措施為將加入稀硝酸改為通入過量二氧化碳
（3）上述流程中采用減壓蒸發(fā)，并控制反應Ⅲ中加入的稀硝酸稍過量，其目的防止硝酸鋁水解
（4）實驗室可以用圖所示實驗裝置制取Al（NO₃）₃．

①下列措施可以用來提高反應速率的是AC
A．從右端導管通入熱的水蒸氣 B．改用濃硝酸  C．適當加熱
②隨著反應的進行，硝酸被消耗，當硝酸濃度低到一定程度時，硝酸中的氮元素會被還原到最低價態(tài)，寫出此時反應的離子方程式8Al+3NO₃^-+30 H⁺═8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O．

Answer 1

分析 用鋁灰（主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等），制取硝酸鋁晶體[A1 （NO₃）₃•9H₂O]，由制備流程可知，Al、Al₂O₃與NaOH反應，反應I中發(fā)生2Al+2OH^-+H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，過濾得到的濾渣為Fe₂O₃，反應II中加硝酸時AlO₂^-轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，因氫氧化鋁具有兩性，但不易控制反應終點，應將硝酸改為通入足量二氧化碳氣體，再過濾后，反應III中硝酸與Al（OH）₃反應生成[A1 （NO₃）₃，減壓蒸發(fā)，且加入的稀硝酸抑制水解可得到A1 （NO₃）₃•9H₂O，以此分析（1）～（3）；
（4）①升高溫度可加快反應速率；
②當硝酸濃度低到一定程度時，硝酸中的氮元素會被還原到最低價態(tài)，可知Al與硝酸反應生成銨根離子、鋁離子，以此來解答．

解答 解：（1）反應I的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑或Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；
（2）若在實驗室中完成反應II，為避免鋁的損失，由氫氧化鋁具有兩性可知，溶于強酸、強堿，則需要解決的問題是如何控制反應終點（或硝酸的用量），可采取的措施為將加入稀硝酸改為通入過量二氧化碳，
故答案為：如何控制反應終點（或硝酸的用量）；將加入稀硝酸改為通入過量二氧化碳；
（3）硝酸鋁為強酸弱堿鹽，可發(fā)生水解，則上述流程中采用減壓蒸發(fā)，并控制反應Ⅲ中加入的稀硝酸稍過量，其目的防止硝酸鋁水解，
故答案為：防止硝酸鋁水解；
（4）①升高溫度可加快反應速率，則AC均可升高溫度、加快反應速率，而B中Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，反應速率減小，故答案為：AC；
②當硝酸濃度低到一定程度時，硝酸中的氮元素會被還原到最低價態(tài)，可知Al與硝酸反應生成銨根離子、鋁離子，該反應的離子反應為8Al+3NO₃^-+30 H⁺═8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O，
故答案為：8Al+3NO₃^-+30 H⁺═8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗，為高頻考點，把握流程中發(fā)生的反應、混合物分離提純、發(fā)生的反應為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗能力的考查，注意鹽類水解及氧化還原反應的應用，題目難度不大．