Question

以Al制備Al(OH)₃的實驗，課本中提出了三種設計方案，并列表對比如下：

途徑	生成1 mol Al(OH)3消耗H+或OH-的物質的量/mol
	消耗H+	消耗OH-
1.Al→Al3+→Al(OH)3	3	3
2.Al→→Al(OH)3	1	1

(1)制備相同物質的量的Al(OH)₃消耗酸和堿最少的方案是______________(填序號)；按此方案，每制備1 mol Al(OH)₃，理論上至少消耗H₂SO₄____________mol，NaOH_______________mol。

(2)有同學按課本方案3進行試驗，將鋁粉(未被氧化)以1∶3質量比分別溶于酸、堿溶液中，結果發現不但耗酸量和耗堿量都大于理論用量，且生成的Al(OH)₃也大大減少，你認為產生此結果的原因可能是________________________________________________。

(3)該同學根據方案3中Al全部轉入Al(OH)₃，溶液中只有Na₂SO₄這一事實，設計了不用天平，只用量筒就可使Al完全轉化為Al(OH)₃，且酸堿的利用率達到最大的方案，請你分析該同學所取NaOH溶液和H₂SO₄溶液中溶質的物質的量之比為________________；所加Al粉的量為________________(填“少量”或“過量”)；請你寫出后續實驗步驟________________。

 

Answer 1

(1)3   3/8    3/4

(2)因為Al只有在過量的酸或堿中才能完全溶解，所以實際耗酸、堿的量大于理論用量；過量的酸和堿中和后，多余的酸或堿能繼續溶解Al(OH)₃，所以Al(OH)₃的量會減少。

(3)2∶1 過量 待Al粉與酸、堿溶液充分反應后過濾，并洗滌剩余的Al粉，將洗滌液及兩份濾液混合，產生Al(OH)₃沉淀。再過濾、洗滌、干燥得Al(OH)₃。

解析：(2)要使鋁粉全部溶解，酸、堿必須都過量，所以耗酸量和耗堿量都大于理論用量；過量的酸和堿中和后，剩余的酸或堿能繼續溶解Al(OH)₃，使生成的Al(OH)₃的量減少。(3)根據Na、S守恒可知：NaOH和H₂SO₄的物質的量之比為2∶1；所加Al粉應過量，才會使NaOH和H₂SO₄都反應。