Question

6．在实验室中，以铝屑为原料制取Al（OH）₃的实验方案有以下三种，将表格补充完整．
①Al$\frac{稀盐酸}{\;}$AlCl₃$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Al（OH）₃；
②Al$\stackrel{NaOH溶液}{→}$Na[Al（OH）₄]$\frac{稀盐酸}{\;}$Al（OH）₃
③

方案	生成1mol Al（OH）3消耗试剂的物质的量
	n HCl/mol	n NaOH/mol
①
②
③

Answer 1

分析 方案①中的离子反应为2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，方案②中：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，根据生成1molAl（OH）₃，利用每种方案中的化学反应来分析．

解答 解：都生成1molAl（OH）₃时，由反应方程式可知
方案①中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓
              3   1           1     3      1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②中：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，
          1    1        1            1       1     1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
             $\frac{3}{4}$     $\frac{1}{4}$             $\frac{3}{4}$         $\frac{3}{4}$          $\frac{1}{4}$                1
即生成1molAl（OH）₃时，消耗$\frac{3}{4}$molH⁺、$\frac{3}{4}$molOH^-，
显然方案③最好，药品用量少，操作最为简单，
故答案为：

方案	生成1mol Al（OH）3消耗试剂的物质的量
	n HCl/mol	n NaOH/mol
①	3	3
②	1	1
③	$\frac{3}{4}$	$\frac{3}{4}$

．

点评 本题考查氢氧化铝的制备，明确铝及氢氧化铝的性质即可解答，根据化学反应方程式从节约能源、原料易得、环保等角度分析设计方案的优劣也是高频考题，本题难度中等．