Question

17．某学生拟用铝粉制备少量Al（OH）₃，制备过程如下图所示：

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）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；．
（4）工业上冶炼铝的化学方程式为2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；若生产2.7t铝则转移电子的物质的量为3×10⁵mol．

Answer 1

分析 （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）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）工业上冶炼铝用电解氧化铝的方法；根据生成1molAl转移3mol电子计算．

解答 解：（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）铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（4）工业上冶炼铝用电解氧化铝的方法：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
此反应转移12mol电子时生成4mol铝，即每生成1molAl转移3mol电子，
设生成2.7t铝时转移电子xmol，
根据：Al～3e-
      1mol　　　　 3mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
$\frac{2.7×1{0}^{6}g}{27g/mol}$           x mol
解得x═3×10⁵mol，
故答案为：2Al₂O₃ $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；3×10⁵mol．

点评 本题综合考查了铝热反应、氢氧化铝的制备和性质，并考查了铝的冶炼，综合性较强，难度适中．