题目内容
纳米氧化铝在人工晶体、微电子器件等方面有重要应用，实验室制取纳米氧化铝方法之一是：将一定体积的0.3mol?L-1Al（NO3）3溶液匀速滴加到2.0mol?L-1 （NH4）2CO3溶液中，搅拌30min，过滤、纯水洗涤、乙醇洗涤、室温真空干燥，得碱式碳酸铝铵[化学式可表示为：（NH4）aAlb（OH）c（CO3）d]，然后热分解得到纳米氧化铝．
（1）制取纳米氧化铝时匀速滴加Al（NO3）3溶液并不断搅拌，其主要目的是 ．
（2）（NH4）aAlb（OH）c（CO3）d中a、b、c、d的代数关系式为 ．
（3）为确定碱式碳酸铝铵的组成，进行如下实验：
①准确称取5.560g样品，在密闭体系中充分加热到300℃使其完全分解且固体质量不再变化；
②产生的气态物质依次通过足量浓硫酸和碱石灰装置吸收，碱石灰装置增重1.760g；
③最后称得剩余固体质量为2.040g．
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝铵样品的化学组成（写出计算过程）．
（1）制取纳米氧化铝时匀速滴加Al（NO3）3溶液并不断搅拌，其主要目的是
（2）（NH4）aAlb（OH）c（CO3）d中a、b、c、d的代数关系式为
（3）为确定碱式碳酸铝铵的组成，进行如下实验：
①准确称取5.560g样品，在密闭体系中充分加热到300℃使其完全分解且固体质量不再变化；
②产生的气态物质依次通过足量浓硫酸和碱石灰装置吸收，碱石灰装置增重1.760g；
③最后称得剩余固体质量为2.040g．
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝铵样品的化学组成（写出计算过程）．
考点：纳米材料,有关混合物反应的计算
专题：
分析：（1）铝离子与碳酸根离子容易发生双水解生成氢氧化铝沉淀；
（2）依据化合物中元素化合价代数和为0计算解答；
（3）碱式碳酸铝铵受热分解剩余固体为氧化铝，依据剩余固体质量计算铝离子的物质的量；
分解生成的气体通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O，通过碱石灰吸收二氧化碳，依据质量计算碳酸根离子的物质的量；
依据化合价代数和为0计算氢氧根离子和氨根离子的物质的量；
最后确定化学式．
（2）依据化合物中元素化合价代数和为0计算解答；
（3）碱式碳酸铝铵受热分解剩余固体为氧化铝，依据剩余固体质量计算铝离子的物质的量；
分解生成的气体通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O，通过碱石灰吸收二氧化碳，依据质量计算碳酸根离子的物质的量；
依据化合价代数和为0计算氢氧根离子和氨根离子的物质的量；
最后确定化学式．
解答：
解：（1）铝离子与碳酸根离子容易发生双水解生成氢氧化铝沉淀，制取纳米氧化铝时匀速滴加Al（NO3）3溶液并不断搅拌，主要目的是：防止生成Al（OH）3沉淀；
故答案为：防止生成Al（OH）3沉淀；
（2））（NH4）aAlb（OH）c（CO3）d中，NH4+，Al3+，OH-，CO32-，所带电荷数分别为：+1，+3，-1，-2，依据化合物中元素化合价代数和为0，则：a+3b=c+2d；
故答案为：a+3b=c+2d；
（3）n（Al2O3）=
=0.0200mol，n（Al3+）=0.0400mol；
通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O，通碱石灰吸收的是CO2
n（CO2）=
=0.0400mol；
根据化合物质量为 5.560g及化合物中化合价代数和为0，列方程：
17 n（OH-）+18n（NH4+）=5.560-0.0400×60-0.0400×27
n（NH4+）+0.0400×3=n（OH-）+0.0400×2
计算得n（OH-）=0.0800 mol、n （NH4+）=0.0400mol；
则n（NH4+）：n（Al3+）：n（OH-）：n（CO32-）=1：1：2：1；
所以化学式为：NH4Al（OH）2CO3；
故答案为：NH4Al（OH）2CO3；
故答案为：防止生成Al（OH）3沉淀；
（2））（NH4）aAlb（OH）c（CO3）d中，NH4+，Al3+，OH-，CO32-，所带电荷数分别为：+1，+3，-1，-2，依据化合物中元素化合价代数和为0，则：a+3b=c+2d；
故答案为：a+3b=c+2d；
（3）n（Al2O3）=
| 2.040g |
| 102g/mol |
通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O，通碱石灰吸收的是CO2
n（CO2）=
| 1.760g |
| 44g/mol |
根据化合物质量为 5.560g及化合物中化合价代数和为0，列方程：
17 n（OH-）+18n（NH4+）=5.560-0.0400×60-0.0400×27
n（NH4+）+0.0400×3=n（OH-）+0.0400×2
计算得n（OH-）=0.0800 mol、n （NH4+）=0.0400mol；
则n（NH4+）：n（Al3+）：n（OH-）：n（CO32-）=1：1：2：1；
所以化学式为：NH4Al（OH）2CO3；
故答案为：NH4Al（OH）2CO3；
点评：本题考查纳米材料及有关化合物化学式的确定，明确物质的性质是解题关键，注意化合物中各元素化合价代数和为0的应用，题目难度中等．
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|
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