Question

6．在實驗室中，以鋁屑為原料制取Al（OH）₃的實驗方案有以下三種，將表格補充完整．
①Al$\frac{稀鹽酸}{\;}$AlCl₃$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Al（OH）₃；
②Al$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Na[Al（OH）₄]$\frac{稀鹽酸}{\;}$Al（OH）₃
③

方案	生成1mol Al（OH）3消耗試劑的物質(zhì)的量
	n HCl/mol	n NaOH/mol
①
②
③

Answer 1

分析 方案①中的離子反應(yīng)為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，方案②中：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，根據(jù)生成1molAl（OH）₃，利用每種方案中的化學反應(yīng)來分析．

解答 解：都生成1molAl（OH）₃時，由反應(yīng)方程式可知
方案①中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
              3   1           1     3      1
即生成1molAl（OH）₃時，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②中：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，
          1    1        1            1       1     1
即生成1molAl（OH）₃時，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
             $\frac{3}{4}$     $\frac{1}{4}$             $\frac{3}{4}$         $\frac{3}{4}$          $\frac{1}{4}$                1
即生成1molAl（OH）₃時，消耗$\frac{3}{4}$molH⁺、$\frac{3}{4}$molOH^-，
顯然方案③最好，藥品用量少，操作最為簡單，
故答案為：

方案	生成1mol Al（OH）3消耗試劑的物質(zhì)的量
	n HCl/mol	n NaOH/mol
①	3	3
②	1	1
③	$\frac{3}{4}$	$\frac{3}{4}$

．

點評 本題考查氫氧化鋁的制備，明確鋁及氫氧化鋁的性質(zhì)即可解答，根據(jù)化學反應(yīng)方程式從節(jié)約能源、原料易得、環(huán)保等角度分析設(shè)計方案的優(yōu)劣也是高頻考題，本題難度中等．