Question

5．现代生活离不开铝，铝有许多优良的性能，因此在各方面有极其广泛的用途．
（1）在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡．然后将两球分别浸没在氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液中片刻，如图，则杠杆会发生的现象是杠杆右端向下倾斜（或杠杆左端向上倾斜），原因是（用离子方程式表示）2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．

（2）某学生拟用铝粉制备少量Al（OH）₃，制备过程如图所示：

请回答：
①通过操作a分离出Al（OH）₃，操作a的名称是过滤
②从Al（OH）₃的性质考虑，用Al₂（SO₄）₃溶液制备Al（OH）₃时，常用氨水而不用NaOH溶液，请用一个化学方程式表明其理由：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
（3）在偏铝酸盐中通入少量CO₂气体也可制备Al（OH）₃，该反应的离子方程式为2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-
（4）Al的化合物在生活中有重要的应用，请用离子方程式表示下列应用的原理
①Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
②Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）铝与氢氧化钠反应生成氢气，铁可置换出铜；
（2）①分离固体和溶液用过滤的方法；
②制备Al（OH）₃用氨水而不用氢氧化钠是因为Al（OH）₃是两性氢氧化物，既溶于酸又溶于碱；
（3）二氧化碳溶液呈酸性，可与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠；
（4）①硫酸铝与碳酸氢钠发生互促水解生成二氧化碳气体，为泡沫灭火器的反应原理；
②氢氧化铝为弱碱，可用于治疗胃酸过多．

解答 解：（1）铝可与氢氧化钠溶液反应，离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，而铁置换出铜，离子方程式为Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，则铝球质量减小，铁球质量增大，可观察到杠杆右端向下倾斜（或杠杆左端向上倾斜），
故答案为：杠杆右端向下倾斜（或杠杆左端向上倾斜）；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）①硫酸铝中加氨水后发生反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，故将氢氧化铝分离出，过滤即可，故答案为：过滤；
②制备Al（OH）₃用氨水而不用氢氧化钠，是因为Al（OH）₃是两性氢氧化物，既溶于酸又溶于强碱，如果用氢氧化钠，则Al（OH）₃会溶解：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（3）二氧化碳溶液呈酸性，可与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，反应的离子方程式为2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（4）①硫酸铝与碳酸氢钠发生互促水解生成二氧化碳气体，反应的离子方程式为Al³⁺+3 HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案为：Al³⁺+3 HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②氢氧化铝为弱碱，可与盐酸反应，离子方程式为Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．

点评 本题综合考查铝的单质以及化合物知识，侧重于化学与生活、生产的考查，有利于培养学生良好的科学素养，提高学习的积极性，注意相关基础知识的积累，难度不大．