Question

4．有关物质间转化关系如下图，试回答：

（1）转化①的反应条件为融熔、电解．
（2）转化②的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）若转化⑤用于实验室制Al（OH）₃，则试剂A宜选择氨水（填名称）．
（4）向40mL 3mol•L^-1 AlCl₃溶液中滴加1mol•L^-1 NaOH溶液，结果Al³⁺离子有$\frac{1}{2}$转化为Al（OH）₃沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为180或420mL．

Answer 1

分析 1）利用电解熔融的氧化铝可以制取金属铝；
（2）金属铝能够和强碱反应生成NaAlO₂和水；
（3）氢氧化铝溶于强碱溶液，不溶于弱碱，故制取氢氧化铝选用的是弱碱氨水；
（4）Al³⁺离子有$\frac{1}{2}$转化为Al（OH）₃沉淀，存在两种情况，一种是氢氧化钠溶液不足，恰好生成氢氧化铝；一种是氢氧化钠稍过量，生成的沉淀$\frac{1}{2}$反应了，剩余$\frac{1}{2}$没有反应．

解答 解：（1）转化①的反应条件为：融熔、电解，故答案为：融熔、电解；
（2）金属铝和强碱反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）由于氢氧化铝溶于强碱溶液，故制取时选用弱碱氨水，故答案是：氨水；
（4）n（AlCl₃）=0.04L×3mol•L^-1=0.12mol，生成的Al（OH）₃沉淀为0.06mol；
第一种情况：氢氧化钠不足，只生成了氢氧化铝，n（NaOH）=3n（Al（OH）₃）=0.18mol，加入的NaOH溶液的体积为  $\frac{0.18mol}{1mol•{L}^{-1}}$=0.18L=180mL；
第二种情况：氢氧化钠部分过量，生成了0.06mol氢氧化铝，0.06mol的NaAlO₂，根据反应：Al³⁺+30H^-═Al（OH）₃ Al（OH）₃+0H^-═AlO₂ ^-+2H₂O、
Al³⁺+40H^-═AlO₂ ^-+2H₂O；
n（NaOH）=0.06mol×4+0.06mol×3=0.42mol，NaOH溶液的体积为$\frac{0.42mol}{1mol•{L}^{-1}}$=0.42L=420nL；
故答案为：180或420．

点评 本题考查铝的制取、氢氧化铝的制取、氢氧化铝的两性等知识，注意浓盐酸书写离子方程式时写成离子形式，难度中等．