Question

3．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[Al（NO₃）₃•9H₂O]的流程如圖：

（1）過(guò)濾Ⅰ得到的濾渣主要成份是Fe₂O₃；（填化學(xué)式）
（2）寫(xiě)出反應(yīng)Ⅰ中生成氣體的反應(yīng)離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）在反應(yīng)Ⅱ中加入稀硝酸存在不足之處是硝酸過(guò)量可導(dǎo)致氫氧化鋁溶解，可將加入稀硝酸改為通入二氧化碳；
（4）溫度高于200℃時(shí)，硝酸鋁完全分解成氧化鋁和兩種氣體（其體積比為4：1），其中一種為紅棕色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑．

Answer 1

分析 鋁灰用氫氧化鈉溶液溶解，鋁、氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，過(guò)濾分離，濾液中含有偏鋁酸鈉、未反應(yīng)的NaOH，加入硝酸中和未反應(yīng)的氫氧化鈉，并將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，再過(guò)濾分離，氫氧化鋁沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸鋁溶液，經(jīng)過(guò)減壓蒸發(fā)得到硝酸鋁晶體，以此解答該題．

解答 解：（1）氧化鐵與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，則過(guò)濾Ⅰ得到的濾渣主要成份是Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（2）反應(yīng)Ⅰ涉及鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，其中生成氣體的反應(yīng)方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）加入硝酸生成氫氧化鋁，如硝酸過(guò)量，則生成硝酸鋁，導(dǎo)致濾液中含有硝酸鋁，應(yīng)在濾液Ⅰ中通入二氧化碳?xì)怏w，可生成氫氧化鋁，并避免氫氧化鋁的溶解，
故答案為：硝酸過(guò)量可導(dǎo)致氫氧化鋁溶解；通入二氧化碳；
（4）溫度高于200℃時(shí)，硝酸鋁完全分解成氧化鋁和兩種氣體，兩種氣體應(yīng)是二氧化氮與氧氣，二者體積之比為4：1，滿足原子守恒與電子轉(zhuǎn)移守恒，反應(yīng)方程式為：4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑，
故答案為：4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重考查是對(duì)工藝流程的理解、分析與評(píng)價(jià)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備知識(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力，難度中等．