【正文】 2 方法三 ： ????Al —— →H2SO4Al3 ＋Al —— →NaOHAlO－—— →H2OAl(OH)3。 每制取 1 m ol Al(OH)3， 方法一耗 H＋和 OH－各 3 m ol ；方法二耗 H＋和 OH－各 1 m ol ； 方法三耗 H＋和 OH－各3/4 m ol 。故方法三最節(jié)省原料。 2 2 ． 實(shí)驗(yàn)步驟 ( 以方案一為例 ) 在試管里加入 10 mL m ol/ L 的 Al2( S O4)3溶液 ， 滴加氨水 ， 生成白色沉淀 ， 繼續(xù)滴加氨水 ， 直至不再產(chǎn)生沉淀為止 。 過(guò)濾 ， 用蒸餾水洗滌沉淀 ，可得到較純凈的 A l( OH )3。 3 ． 注意事項(xiàng) ( 1) 氫氧化鋁易溶于強(qiáng)堿而不溶于氨水 ， 因此實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁時(shí)一般不用氫氧化鈉等強(qiáng)堿代替氨水 ， 以免強(qiáng)堿過(guò)量時(shí)氫氧化鋁溶解 ， 或強(qiáng)堿不足時(shí)鋁離子未完全沉淀 。 ( 2) 洗滌氫氧化鋁沉淀 ， 其目的是洗去氫氧化鋁表面附著的硫酸銨等雜質(zhì) 。 ( 3) 洗滌的方法是 ： 向盛有氫氧化鋁沉淀的過(guò)濾器中倒入適量蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀 ， 等水自然流出后 ， 再重復(fù)操作 2 ～ 3 次 。 例 2 甲、乙、丙三位同學(xué)用規(guī)定的藥品制備Al( OH)3。規(guī)定必用的藥品如下： 350 g 70 % H2SO4溶液、 Na O H 固體 240 g 、足量鋁屑、水 ( 不能用其他藥品 ) 。 甲、乙、丙用各自設(shè)計(jì)的方案制得 Al( O H)3的質(zhì)量分別是 W W W3。三種實(shí)驗(yàn)方案如下： 甲：鋁 ― → 加 Na O H 溶液 ― → 加 H2SO4溶液 ― → W1 g Al( OH)3 乙：鋁 ― → 加 H2SO4溶液 ― → 加 Na O H 溶液 ― → W2 g Al( OH)3 丙： ?????鋁 ― → 加 H2SO4溶液鋁 ― → 加 Na OH 溶液― → W3 g Al( OH)3 試回答： ( 1) 從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實(shí)驗(yàn)方案最合理的是 ____ ____ 。 ( 2) 三位學(xué)生制得的 Al( OH)3， W W W3其質(zhì)量由大到小的順序是 __________ __________________ 。 ( 3) 制得 Al( OH)3的最大質(zhì)量是 __________ 。 解析 甲 ： 2Al ＋ 2OH－＋ 2 H2O == =2 Al O—＋ 3H2↑ Al O—+ H+＋ H2O == =Al( OH )3↓ 乙 ： 2Al ＋ 6H＋== =2Al3 ＋＋ 3H2↑ Al3 ＋＋ 3O H－== =Al( OH )3↓ 丙 ： Al —— →3H＋Al3 ＋， 3Al —— →3OH－3 Al O— 所以 Al3 ＋＋ 3 Al O—+6 H2O == =4Al( OH )3↓ 分析： ( 從化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)看 ) 甲：制取 2 m ol Al(OH)3消耗 H＋ 2 m ol ， OH－ 2 m ol 。 乙：制取 2 m ol Al(OH)3消耗 H＋ 6 m ol ， OH－ 6 m ol 。 丙：制取 4 m ol Al(OH)3消耗 H＋ 3 m ol ， OH－ 3 m ol 。 2 2 2 2 即制取 2 m ol Al(OH)3消耗 H＋ m ol ， OH－ m ol 。 結(jié)論是丙以較少的原料制出較多的 Al(OH)3，最好；乙以較多的原料制出較少的產(chǎn)品，最差。相同的原料制取的Al(OH)3質(zhì)量應(yīng)是 W3 W1 W2。 n (H＋) ＝350 g 70 %98 g/m ol 2 ＝ 5 m ol n (OH－) ＝240 g40 g/m ol＝ 6 m ol 由電荷守恒 ： OH－過(guò)量 ， 按 H＋計(jì)算 按丙的方法 ： 3H＋～ 3 O H－～ 4Al(OH)3 3 m ol 312 g 5 m ol x x ＝312 g 5 m ol3 m ol＝ 520 g 。 答案 ( 1) 丙 ( 2) W 3 W 1 W 2 ( 3 ) 52 0 g 考點(diǎn)三 學(xué)科思想 —— 用數(shù)形結(jié)合思想理解 Al3 ＋、 A l( OH ) A lO－2三者之 間關(guān)系 及相關(guān)計(jì)算 1 ． 把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽 ( A l3 ＋) 溶液中至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象：先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng)： A ― → B ： Al3 ＋＋ 3OH－== = A l( OH )3↓ B ― → D ： A l ( OH )3＋ OH－== = A lO－2＋ 2H2O ( 3) 圖象 ( 4) 有關(guān)計(jì)算 ① 根據(jù) A l C l3和 N aOH 的量計(jì)算生成A l ( OH )3的量 ② 根據(jù) A lC l 3 和 A l( OH) 3 的量計(jì)算需要 N aO H 的量 NaOH的量 n(NaOH) 當(dāng) NaOH不足時(shí) n(NaOH)＝ 3n[Al(OH)3] 當(dāng) NaOH過(guò)量時(shí) n(NaOH)＝ 3n(Al3＋ )＋ {n(Al3＋ )－n[Al(OH)3]}＝ 4n(Al3＋ )－ n[Al(OH)3] 例 3 向 30 m L 1 m ol /L 的 AlCl3溶液中逐漸加入濃度為 4 m ol/ L 的 NaOH 溶液，若產(chǎn)生 g 白色沉淀，則加入的 NaOH 溶液的體積可能為 ( ) A ． 3 m L B ． m L C ． 15 m L D ． m L 解析 已知 n ( AlC l3) ＝ m ol ， n [ Al( OH)3] ＝ m ol ，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一是氫氧化鈉不足，二是氫氧化鈉過(guò)量。 由兩者反應(yīng)的離子方程式知 Al3 ＋＋ 3 OH－== =A l(OH)3↓ ，Al( OH)3＋ OH－== = AlO—+2H2O 當(dāng)堿的量不足時(shí)，則 V ( Na OH) ＝ m L ；當(dāng)堿過(guò)量時(shí)，則 V ( Na OH) ＝ 3 ＋ 4 L ＝ 27 5 L ＝ m L 答案 B 2 2 ． 把鋁鹽 (A l3 ＋) 溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過(guò)量 (1) 現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，然后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 (2) 有關(guān)反應(yīng)： A ― → B ： Al3 ＋＋ 4OH－== =AlO－2＋ 2H2O B ― → C ： Al3 ＋＋ 3AlO－2＋ 6H2O == = 4Al(OH)3↓ 3 ． 在 AlO－2 溶液中逐滴加入強(qiáng)酸至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象：先生成白色沉淀，隨后沉淀逐漸溶解。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng)： A ― → B ： Al O－2 ＋ H＋＋ H 2 O == =A l(OH) 3 ↓ B ― → D ： Al( O H) 3 ＋ 3H＋== =A l3 ＋＋ 3H 2 O ( 3) 圖象 ( 3) 圖象 ( 4) 有關(guān)計(jì)算 ① 根據(jù) NaA l O2和 H Cl 計(jì)算生成 Al ( O H )3的量 ② 根據(jù) Al(OH)3和 Na AlO2的量計(jì)算需要加入的 HCl 的量 HCl 的量 n (HC l) 當(dāng) HCl不足時(shí) n (HC l) ＝ n [A l(OH )3] 當(dāng) HCl過(guò)量時(shí) n (HC l) ＝ n (A lO－2) ＋ 3{ n (A lO－2) －n [A l(OH )3] } ＝ 4 n (A lO－2) －3 n [A l(OH )3] 4. 在強(qiáng)酸溶液中逐滴加入 AlO－2溶液至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng)： A ― → B ： 4H＋＋ AlO－2== =A l3 ＋＋ 2H2O B ― → C ： Al3 ＋＋ 3A lO－2＋ 6H2O == =4A l(OH)3↓ ( 3) 圖象 5 ． 明礬溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象 ： 先有白色沉淀生成 ， 然后部分沉淀溶解。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng) ： O ― → A ： 2K Al( S O4)2＋ 3Ba(O H)2== =2A l(O H)3↓ ＋3BaS O4↓ ＋ K2SO4 A ― → B ： 2A