Question

实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种方案，
（1）用方案 ①制备Al（OH）₃时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是______；写出该方案中有关的离子方程式：______．
（2）用方案 ②来制备Al（OH）₃时，必须注意______ 的用量，以防止生成的Al（OH）₃溶解．
（3）完成下表

方　　 案	生成1mol Al（OH）3消耗H+ 或 OH- 的物质的量/mol
	消耗H+	消耗OH-
①	3	______
②	______	1
③	3/4	______

三种方案中，你认为最好的是______ （填序号），原因是______．

Answer 1

解：（1）铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，且氨水过量也不会与氢氧化铝反应，但是若用NaOH溶液沉淀Al³⁺，终点不易控制，因为Al（OH）₃会溶于过量的NaOH溶液，从而影响Al（OH）₃的生成量，方案①中的离子反应为2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：若用NaOH溶液沉淀Al³⁺，终点不易控制，因为Al（OH）₃会溶于过量的NaOH溶液，从而影响Al（OH）₃的生成量；2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；（2）方案②来制备Al（OH）₃时，铝先与碱反应生成偏铝酸根离子，然后偏铝酸根离子与酸反应生成氢氧化铝，但硫酸能溶解氢氧化铝，则应控制硫酸的用量，故答案为：稀硫酸；
（3）都生成1molAl（OH）₃时，由反应方程式可知
方案①中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
3 1 1 3 1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②中：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，
1 1 1 1 1 1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗molH⁺、molOH^-，
显然方案③最好，药品用量少，操作最为简单，
故答案为：3；1；；③；药品用量少，操作最为简单．
分析：（1）金属能与酸反应，生成的盐能与碱反应来生成氢氧化铝，并注意氢氧化铝的两性来分析；
（2）根据硫酸过量时能溶解氢氧化铝来分析；
（3）根据生成1molAl（OH）₃，利用每种方案中的化学反应来分析．
点评：本题考查氢氧化铝的制备，明确铝及氢氧化铝的性质即可解答，学生应学会根据化学反应方程式来分析设计方案的优劣，注重节约能源、原料易得、环保等问题来分析．