题目内容

8．硝酸铝[Al（NO3）3]是一种常用媒染剂．工业上用铝灰（主要含Al、Al2O3、Fe2O3等）制取硝酸铝晶体[Al（NO3）3•9H2O]的流程如图甲：

（1）写出反应Ⅰ的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑（或Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O）（任写一个）．
（2）若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是如何控制反应终点（或硝酸的用量），可采取的措施为将加入稀硝酸改为通入过量CO2．
（3）上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，其目的是抑制硝酸铝水解．
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4：1），该反应的化学方程式是4Al（NO3）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+12NO2↑+3O2↑．
（5）若用图乙所示实验装置制取Al（NO3）3，通入水蒸气的作用是提高温度、搅拌，加快反应速率．

分析 铝灰用氢氧化钠溶液溶解，铝、氧化铝反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、未反应的NaOH，加入硝酸中和未反应的氢氧化钠，并将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤分离，氢氧化铝沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸铝溶液，经过减压蒸发得到硝酸铝晶体．
（1）反应Ⅰ涉及：铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水；
（2）硝酸属于强酸，可以溶解氢氧化铝沉淀，导致Al元素损失，应控制硝酸用量，可以利用弱酸将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀而不溶解；
（3）硝酸铝容易发生水解，从抑制硝酸铝水解进行分析解答；
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体，两种气体应是二氧化氮与氧气，二者体积之比为4：1，满足原子守恒与电子转移守恒；
（5）水蒸气温度较高，且可以起搅拌作用，可以加快反应速率．

解答 解：铝灰用氢氧化钠溶液溶解，铝、氧化铝反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、未反应的NaOH，加入硝酸中和未反应的氢氧化钠，并将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤分离，氢氧化铝沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸铝溶液，经过减压蒸发得到硝酸铝晶体．
（1）反应Ⅰ涉及：铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑（或Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O）；
（2）硝酸属于强酸，可以溶解氢氧化铝沉淀，导致Al元素损失，需要解决的问题是：如何控制反应终点（或硝酸的用量），可以将加入稀硝酸改为通入过量CO2，避免氢氧化铝沉淀溶解；
故答案为：如何控制反应终点（或硝酸的用量）；将加入稀硝酸改为通入过量CO2；
（3）硝酸铝容易发生水解，减压蒸馏可以降低温度、反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，都可以抑制硝酸铝水解，
故答案为：抑制硝酸铝水解；
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体，两种气体应是二氧化氮与氧气，二者体积之比为4：1，满足原子守恒与电子转移守恒，反应方程式为：4Al（NO3）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+12NO2↑+3O2↑，
故答案为：4Al（NO3）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+12NO2↑+3O2↑；
（5）由于水蒸气温度较高，可以升高反应体系的温度，且可以起搅拌作用，可以加快反应速率，
故答案为：提高温度、搅拌，加快反应速率．

点评 本题考查实验制备方案，侧重考查是对工艺流程的理解、分析与评价，是对学生综合能力的考查，需要学生具备知识的基础与灵活运用的能力，难度中等．

练习册系列答案
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试根据上述过程及信息填空：
（1）步骤②加盐酸的作用是使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出（或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解）．
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7．用胶头滴管向用石蜡围成的“spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“spark”的字样，则该溶液是（　　）
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3．氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体．

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（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为10：1．
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13．以黄铜矿（主要成分是FeCuS2，含铜量约为1%）为原料制备铜是冶炼铜的-种方法，其生产流程如下：

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则反应①产生的“导致酸雨的一种气体”形成的酸雨，某宴验小组测定新鲜酸雨的pH发现，随着时间的推移pH逐渐减小，用化学方程式表示

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（2）工序III涉及的主要反应和流程有：
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20．如表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：
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（3）写出苯酚与碳酸钠溶液反应的离子方程式C6H5-OH+CO32-→-C6H5O-+HCO3-．
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