Question

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+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaOH=2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

②2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O=2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

（1）上述哪一种方法比较节约试剂?（提示：试从每生产2mol 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（以方程式表示，并说明其可以节约试剂的根据）。

 

Answer 1

答案：
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，实际上是调节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2mol Al(OH)3，前法需2mol Al、3mol H2SO4、6mol NaOH；后法只需2mol Al、1mol H2SO4、2mol 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自己中和呢？联合两法可以设计出第三种方法。 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2SO4 相当于制备2mol Al(OH)所用原料为2mol Al、 mol、1.5 mol NaOH，确实节约了试剂。