题目内容

今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,在实验室制备一定量的氢氧化铝.可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法:

①2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑

Al2(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3↓+3Na2SO4

②2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

2NaAlO2+H2SO4+2H2O2Al(OH)3↓+Na2SO4

(1)上述哪一种方法比较节约试剂?[提示:试从每生产2 mol Al(OH)3所耗费的试剂用量予以说明]

(2)原料相同,请设计一种更为节约试剂的方法(以反应方程式表示,并说明其可以最节约试剂的根据).

答案:
解析:

  解析:(1)Al既可跟稀H2SO4,也可跟NaOH溶液反应,Al溶解并放出H2.溶解后如果再以NaOH溶液或H2SO4处理,实际上是调控pH,使之得到Al(OH)3,达到制备的目的.先用酸,后用碱,还是先用碱,后用酸,都是可行的,但是耗用的酸、碱用量却不同.同样是制备2 mol Al(OH)3,前法需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH,后法只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH.显然,后法较前法节约了酸、碱试剂.

  (2)仔细观察第一种方法,它第一步生成的是Al2(SO4)3,略有酸性,所以要用较多的NaOH.第二种方法,其第一步生成的是NaAlO2,略有碱性,所以要用较多的酸H2SO4.因此,设想是否能用略有酸性的Al2(SO4)3和略有碱性的NaAlO2相互反应呢?联合两法可以设计出第三种方法.

  


提示:

本题以实验室制备无机物的实际问题命题,旨在考查学生灵活运用化学基本知识及分析与解决问题的能力.本题解题的重点是考虑减少副产物Na2SO4的生成,减少H2SO4和NaOH的消耗量.


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