Question

6．硝酸铝是重要的化工原料．
（1）在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，是因为硝酸铝具有B．
A．可燃性        B．氧化性         C．还原性
（2）用Al作电极电解H₂SO₄溶液制取Al₂（SO₄）₃，电解反应的离子方程式为2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑．
（3）查资料得知当Al₂（SO₄）₃溶液pH＞3时铝元素有多种存在形态，如Al³⁺、[Al（OH）]²⁺、[Al（OH）₂]⁺等．写出[Al（OH）]²⁺转化为[Al（OH）₂]⁺的离子方程式[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺．
（4）用硝酸铝溶液（加入分散剂）制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如图． 
Al（NO₃）₃$→_{搅拌Ⅰ}^{滴加（CH_{2}）_{6}N_{4}}$胶化（pH=4.14）$\stackrel{搅拌Ⅱ}{→}$Al（OH）₃溶液（pH=3.95）$\stackrel{水溶}{→}$Al（OH）₃凝胶$\stackrel{冷却干燥}{→}$$\stackrel{煅烧}{→}$纳米氧化铝粉体
①（CH₂）₆ N₄水溶液显碱性．请补充完整下列离子方程式．
1（CH₂）₆N₄+10H₂O═6HCHO+4NH₄⁺+4OH
②经搅拌Ⅱ，pH下降的原因是经搅拌后，促进了Al³⁺的水解．
③凝胶中含有的硝酸盐有Al（NO₃）₃、NH₄NO₃．（K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33；溶液中离子浓度小于1×10^-5mol•L^-1时，可认为这种离子在溶液中不存在）

Answer 1

分析 （1）硝酸铝具有氧化性，必须与可燃物分开存放；
（2）用Al作电极电解HNO₃溶液：阳极为2Al-6e^-=2Al³⁺；阴极为6H⁺+6e^-=3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺；
（4）硝酸铝加入（CH₂）₆N₄水溶液充分搅拌，调节溶液pH=3.95时可生成氢氧化铝胶体，水浴加热生成氢氧化铝凝胶，冷却、干燥后可得纳米氧化铝，
①（CH₂）₆N₄水溶液显碱性，可结合电荷守恒、质量守恒配平；
②搅拌可促进水解；
③（CH₂）₆N₄水解生成硝酸铵，溶液中存在硝酸铝．

解答 解：（1）硝酸铝中N元素化合价为+5价，具有氧化性，必须与可燃物分开存放，故答案为：B；
（2）用Al作电极电解HNO₃溶液：阳极为2Al-6e^-=2Al³⁺；阴极为6H⁺+6e^-=3H₂↑，电解方程式为2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑，
故答案为：2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺，离子方程式为[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺，
故答案为：[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺；
（4）硝酸铝加入（CH₂）₆N₄水溶液充分搅拌，调节溶液pH=3.95时可生成氢氧化铝胶体，水浴加热生成氢氧化铝凝胶，冷却、干燥后可得纳米氧化铝，
①（CH₂）₆N₄水溶液显碱性，方程式为（CH₂）₆N₄+10H₂O?6HCHO+4NH₄⁺+4OH^-，
故答案为：1； 10； 6； 4；NH₄⁺； 4；
②搅拌可使Al³⁺与水充分接触，促进水解，氢离子浓度增大，即pH减小；
故答案为：经搅拌后，促进了Al³⁺的水解；
③（CH₂）₆N₄水解生成硝酸铵，溶液中存在硝酸铝，故答案为：Al（NO₃）₃、NH₄NO₃．

点评 本题考查了铝元素及其化合物的性质、物质制备实验方案的设计，为高考常见题型，侧重学生的分析、计算和实验能力的考查，注意把握实验的原理和物质的性质，难度中等．