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)3·9H2O]的流程如下：

完成下列填空：

(1)常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸時(shí)在表面生成致密的氧化膜，這種現(xiàn)象稱為__________，鋁粉常用來(lái)還原一些金屬氧化物以冶煉某些難熔的金屬，這類氧化還原反應(yīng)叫__________反應(yīng)；

(2)步驟Ⅰ的離子方程式是_________________，_________________；

(3)若在實(shí)驗(yàn)室中完成步驟Ⅱ，為提高鋁元素的利用率，可用__替換稀硝酸；

a．稀硫酸 b．稀鹽酸 c．醋酸 d．二氧化碳

(4)在步驟Ⅲ的實(shí)際操作過(guò)程中，待沉淀完全溶解后還會(huì)加入稍過(guò)量稀硝酸，用平衡移動(dòng)原理解釋此時(shí)加入稀硝酸的目的：_______________________；

(5)溫度高于200℃時(shí)，硝酸鋁完全分解成氧化鋁、二氧化氮和氧氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________。

Answer 1

【答案】鈍化 鋁熱或置換 2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑ Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O cd Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+,加過(guò)量HNO3平衡向左移動(dòng)，抑制Al3+水解 4Al(NO3)32Al2O3+12NO2↑+3O2↑

【解析】

本題主要考查鋁、氧化鋁的重要性質(zhì)及應(yīng)用。要特別關(guān)注鋁的鈍化、鋁熱反應(yīng)、氧化鋁和氫氧化鋁的兩性等知識(shí)的應(yīng)用。

（1）常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸時(shí)，在鋁表面迅速生成致密的氧化物保護(hù)薄膜，這種現(xiàn)象稱為鈍化現(xiàn)象。鈍化不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不發(fā)生反應(yīng)，而是反應(yīng)迅速進(jìn)行，迅速停止；鋁粉與某些金屬氧化物的混合粉末稱為鋁熱劑，引發(fā)后發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生很高的溫度，可用以冶煉某些難熔的金屬，這類氧化還原反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng)；

（2）鋁灰中的主要成分Al、Al2O3均能與NaOH溶液反應(yīng)，Fe2O3與NaOH溶液不反應(yīng)：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑；Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O；

（3）Al(OH)3既溶于強(qiáng)酸又溶于強(qiáng)堿，既不溶于弱酸又不溶于弱堿，所以若在實(shí)驗(yàn)室中完成步驟Ⅱ，為提高鋁元素的利用率，可用弱酸替換稀硝酸這一強(qiáng)酸，故可選用醋酸和二氧化碳這兩種弱酸，其中二氧化碳更好；

（4）Al(NO3)3中Al3+會(huì)水解：Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+，加過(guò)量HNO3可向溶液提供H+使平衡向左移動(dòng)，從而抑制Al3+水解，同時(shí)不引入新的雜質(zhì)離子；

（5）題目已明確告知反應(yīng)物是硝酸鋁，產(chǎn)物有氧化鋁、二氧化氮和氧氣，配平即可得：4Al(NO3)32Al2O3+12NO2↑+3O2↑，注意標(biāo)明溫度高于200℃。