Question

【题目】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）39H2O]的流程如图甲：

（1）写出反应Ⅰ的离子方程式：______________________________________________。

（2）若用图乙所示实验装置制取Al（NO3）3，通入水蒸气的作用是__________________。

（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__________。

（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和某气体。已知：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3。为了确定生成气体的成分，某学生拟用下列装置进行实验。

①进行实验时装置接口正确顺序是A→________________________→F。

②证明分解生成的混合气体中有NO2的现象是_____________________。

③取21．3g Al（NO3）3加热分解，用排水法收集气体，最终在标准状况下收集到_____mL气体，结合化学方程式说明理由____________________________。

（5）设计实验证明粗品中含有Al（NO3）3：_________________________。

Answer 1

【答案】

（1）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑、Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O（2分）

（2）提高温度、搅拌，加快反应速率（1分）

（3）抑制硝酸铝水解（1分）

（4）①E→D→B→C（2分）

②加热后大试管、安全瓶中出现棕红色气体，通过NaOH溶液的洗气瓶后棕红色气体消失（2分）

③0（1分）

因为4Al（NO3）32Al2O3+12NO2↑+3O2↑；4NO2↑+O2↑+2H2O=4HNO3，故收集不到气体（2分）

（5）取少量粗品于试管中加水溶解，再向试管中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀又溶解，证明含有Al3+；另取少量粗品于试管中，向试管中加入70%的H2SO4，再加入铜片，在试管上方产生棕红色气体，说明含有NO3-。（或加热粗品，有红棕色气体产生，说明含有NO3-）（3分）

【解析】

试题分析：流程是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；

（2）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；

（3）硝酸铝容易发生水解，减压蒸发、反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，都可以抑制硝酸铝水解；

（4）①因为NO2易溶于水，大试管应先防倒吸接E→D，再吸收NO2接B→C；

②加热生成NO2，故大试管、安全瓶中出现棕红色气体，通过NaOH溶液的洗气瓶后棕红色气体消失。

③因为4Al（NO3）32Al2O3+12NO2↑+3O2↑；4NO2↑+O2↑+2H2O=4HNO3，故收集不到气体。

（5）取少量粗品于试管中加水溶解，再向试管中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀又溶解，证明含有Al3+；另取少量粗品于试管中，向试管中加入70%的H2SO4，再加入铜片，在试管上方产生棕红色气体，说明含有NO3-。（或加热粗品，有红棕色气体产生，说明含有NO3-）。