Question

10．将0.4mol金属Al全部转化为Al（OH）₃，消耗a mol HCl、b mol NaOH，则a+b的最小值为（　　）

• A． 1.6
• B． 0.8
• C． 0.6
• D． 0.4

Answer 1

分析 方案①：Al$\stackrel{HCl}{→}$AlCl₃$\stackrel{NaOH}{→}$Al（OH）₃，发生反应依次：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl；
方案②：Al$\stackrel{NaOH}{→}$NaAlO₂$\stackrel{HCl}{→}$Al（OH）₃，发生反应依次为：2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+3NaCl；
方案③：$\left.\begin{array}{l}{Al\stackrel{HCl}{→}AlC{l}_{3}}\\{Al\stackrel{NaOH}{→}NaAl{O}_{2}}\end{array}\right\}→Al（OH）_{3}$，最后一步发生反应：AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl，结合方程式计算各方案需要HCl、NaOH物质的量，进而确定a+b的最小值．

解答 解：方案①：Al$\stackrel{HCl}{→}$AlCl₃$\stackrel{NaOH}{→}$Al（OH）₃，
  2 Al+6 HCl=2AlCl₃+3H₂↑、AlCl₃+3NaOH=Al（OH）₃↓+3NaCl
0.4mol 1.2mol  0.4mol     0.4mol  1.2mol
故a+b的最小值为1.2mol+1.2mol=2.4mol；
方案②：Al$\stackrel{NaOH}{→}$NaAlO₂$\stackrel{HCl}{→}$Al（OH）₃，
2 NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+3NaCl；
0.4mol  0.4mol   0.4mol        0.4mol  0.4mol
故a+b的最小值为0.4mol+0.4mol=0.8mol；
方案③：$\left.\begin{array}{l}{Al\stackrel{HCl}{→}AlC{l}_{3}}\\{Al\stackrel{NaOH}{→}NaAl{O}_{2}}\end{array}\right\}→Al（OH）_{3}$，与Al原子守恒可知，Al（OH）₃为0.4mol，
AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O=4Al（OH）₃↓+3NaCl
0.1mol 0.3mol      0.4mol
2 Al+6 HCl=2AlCl₃+3H₂↑
    0.3mol 0.1mol
2 NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
0.3mol           0.3mol
故a+b的最小值为0.3mol+0.3mol=0.6mol，
故选C．

点评 本题以氢氧化铝的制备为载体，考查化学方程式计算、实验方案设计等，注意根据节约原料选择最佳方案．