Question

（12分）硝酸铝[Al(NO₃)₃]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰（主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等）制取硝酸铝晶体[Al(NO₃)₃·9H₂O]的流程如下：

（1）写出反应Ⅰ的离子方程式：      （任写一个）。

（2）若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是    ，可采取的措施为      。

（3）上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，其目的是      。

（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4:1），该反应的化学方程式是      。

（5）若用下图所示实验装置制取Al(NO₃)₃，通入水蒸气的作用是      。

Answer

（1）2Al+2OH—+2H2O＝2AlO2—+3H2↑（或Al2O3 + 2OH—＝2AlO2— + H2O）

（2）如何控制反应终点（或硝酸的用量） 将加入稀硝酸改为通入过量CO2

（3）防止硝酸铝水解

（4）4Al(NO3)32Al2O3＋12NO2↑＋3O2↑

（5）升高温度、搅拌，加快反应速率（每空2分，共12分）

【解析】

试题分析：（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，则反应Ⅰ的离子方程式为2Al+2OH—+2H2O＝2AlO2—+3H2↑、Al2O3 + 2OH—＝2AlO2— + H2O。

（2）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，易溶在强酸硝酸中，则若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是如何控制反应终点（或硝酸的用量）。由于碳酸不能溶解氢氧化铝，所以可采取的措施为将加入稀硝酸改为通入过量CO2。

（3）由于铝离子在溶液中易水解生成氢氧化铝和硝酸，且硝酸易挥发，水解吸热，所以上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量的目的是防止硝酸铝水解。

（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4:1），根据氧化还原反应中元素的化合价变化以及电子得失守恒可知两种气体应该是NO2和氧气，则该反应的化学方程式是4Al(NO3)32Al2O3＋12NO2↑＋3O2↑。

（5）水蒸气温度高，温度该加快反应速率，则通入水蒸气的作用是升高温度、搅拌，加快反应速率。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用