14.治胃病的药物中通常含有氢氧化铝。某研究性学习小组根据原理设计了如下五种制备方案:
A.铝屑与硫酸反应,然后再加入氢氧化钠溶液沉淀铝离子;
B.铝屑与硫酸反应,然后再加氨水沉淀铝离子;
C.铝屑与足量氢氧化钠溶液反应,再加入硫酸生成氢氧化铝;
D.铝屑与足量氢氧化钠溶液反应,再通入二氧化碳生成氢氧化铝;
E.铝屑先分别与硫酸、氢氧化钠溶液反应,然后再将二者反应后的混合液再混合,生成氢氧化铝。
(1)你认为________方案最佳。
(2)在你选择的最佳方案中,如何调整反应物的比例,从理论上使铝全部转化成氢氧化铝:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)科学研究发现,长期服用含氢氧化铝的药剂,会造成一些副作用 ( )
A.重金属中毒 B.引起甲状腺肿 C.智力低下 D.贫血症
解析:本题考查对实验方案的评价能力。
(1)因为氢氧化铝是两性氢氧化物,易溶于强酸强碱,所以A、C难于控制加酸或碱的量,舍去;B方案:2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4;D方案:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;E方案:2Al+
3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,Al3++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓。
以生成8 mol氢氧化铝为标准,需要原料如下:
|
H2SO4(CO2) |
NaOH(NH3·H2O) |
Al(OH)3 |
B方案 |
12 mol |
24 mol |
8 mol |
D方案 |
8 mol |
8 mol |
8 mol |
E方案 |
3 mol |
6 mol |
8 mol |
比较上述B、D、E方案耗原料量可知,E最省原料。
(2)根据化学反应式中反应物计量数投入原料可以获得最大产品量。根据E方案知,与硫酸反应的铝
的量∶与氢氧化钠反应的铝的量=1∶3时,铝元素能全部转化成氢氧化铝。
(3)利用筛选法解本题,铝元素不是重金属,属于轻金属;引起甲状腺肿,是由于缺碘;人体缺铁元
素导致贫血。摄入铝超标,会造成智力低下,老年人患痴呆症。
答案:(1)E (2)使与硫酸反应的铝的量∶与氢氧化钠反应的铝的量=1∶3 (3)C