Question

【題目】硝酸鋁[Al（NO3）3]是一種常用媒染劑。工業(yè)上用鋁灰（主要含Al、Al2O3、Fe2O3等）制取硝酸鋁晶體[Al（NO3）39H2O]的流程如圖甲：

（1）寫出反應(yīng)Ⅰ的離子方程式：______________________________________________。

（2）若用圖乙所示實(shí)驗(yàn)裝置制取Al（NO3）3，通入水蒸氣的作用是__________________。

（3）上述流程中采用減壓蒸發(fā)，并控制反應(yīng)Ⅲ中加入的稀硝酸稍過量，其目的是__________。

（4）溫度高于200℃時(shí)，硝酸鋁完全分解成氧化鋁和某氣體。已知：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3。為了確定生成氣體的成分，某學(xué)生擬用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置接口正確順序是A→________________________→F。

②證明分解生成的混合氣體中有NO2的現(xiàn)象是_____________________。

③取21．3g Al（NO3）3加熱分解，用排水法收集氣體，最終在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到_____mL氣體，結(jié)合化學(xué)方程式說明理由____________________________。

（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明粗品中含有Al（NO3）3：_________________________。

Answer 1

【答案】

（1）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑、Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O（2分）

（2）提高溫度、攪拌，加快反應(yīng)速率（1分）

（3）抑制硝酸鋁水解（1分）

（4）①E→D→B→C（2分）

②加熱后大試管、安全瓶中出現(xiàn)棕紅色氣體，通過NaOH溶液的洗氣瓶后棕紅色氣體消失（2分）

③0（1分）

因?yàn)?Al（NO3）32Al2O3+12NO2↑+3O2↑；4NO2↑+O2↑+2H2O=4HNO3，故收集不到氣體（2分）

（5）取少量粗品于試管中加水溶解，再向試管中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀又溶解，證明含有Al3+；另取少量粗品于試管中，向試管中加入70%的H2SO4，再加入銅片，在試管上方產(chǎn)生棕紅色氣體，說明含有NO3-。（或加熱粗品，有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明含有NO3-）（3分）

【解析】

試題分析：流程是鋁灰用氫氧化鈉溶液溶解，鋁、氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，過濾分離，濾液中含有偏鋁酸鈉、未反應(yīng)的NaOH，加入硝酸中和未反應(yīng)的氫氧化鈉，并將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，再過濾分離，氫氧化鋁沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸鋁溶液，經(jīng)過減壓蒸發(fā)得到硝酸鋁晶體。

（1）反應(yīng)Ⅰ涉及：鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑、Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；

（2）由于水蒸氣溫度較高，可以升高反應(yīng)體系的溫度，且可以起攪拌作用，可以加快反應(yīng)速率；

（3）硝酸鋁容易發(fā)生水解，減壓蒸發(fā)、反應(yīng)Ⅲ中加入的稀硝酸稍過量，都可以抑制硝酸鋁水解；

（4）①因?yàn)镹O2易溶于水，大試管應(yīng)先防倒吸接E→D，再吸收NO2接B→C；

②加熱生成NO2，故大試管、安全瓶中出現(xiàn)棕紅色氣體，通過NaOH溶液的洗氣瓶后棕紅色氣體消失。

③因?yàn)?Al（NO3）32Al2O3+12NO2↑+3O2↑；4NO2↑+O2↑+2H2O=4HNO3，故收集不到氣體。

（5）取少量粗品于試管中加水溶解，再向試管中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀又溶解，證明含有Al3+；另取少量粗品于試管中，向試管中加入70%的H2SO4，再加入銅片，在試管上方產(chǎn)生棕紅色氣體，說明含有NO3-。（或加熱粗品，有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明含有NO3-）。