Question

硝酸鋁是重要的化工原料．
（1）在實(shí)驗(yàn)室中，硝酸鋁必須與可燃物分開(kāi)存放，是因?yàn)橄跛徜X具有

 

．
A．可燃性           B．氧化性           C．還原性
（2）用Al作電極電解HNO₃溶液制取Al（NO₃）₃，電解反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）查資料得知：當(dāng)Al（NO₃）₃溶液pH＞3時(shí)，鋁元素有多種存在形態(tài)，如Al³⁺、[Al（OH）]²⁺、[Al（OH）₂]⁺等．寫(xiě)出[Al（OH）]²⁺轉(zhuǎn)化為[Al（OH）₂]⁺的離子方程式

 

．
（4）用硝酸鋁溶液（加入分散劑）制備納米氧化鋁粉體的一種工藝流程如下．

①（CH₂）₆N₄水溶液顯堿性．請(qǐng)補(bǔ)充完整下列離子方程式．

 

（CH₂）₆N₄+

 

H₂O?

 

HCHO+

 

 

+

 

OH^-
②經(jīng)攪拌Ⅱ，pH下降的原因是

 

．
③凝膠中含有的硝酸鹽是

 

．
（K_sp[Al（OH）₃]=1.3×10^-33；溶液中離子濃度小于1×10^-5mol?L^-1時(shí)，可認(rèn)為這種離子在溶液中不存在）
④煅燒過(guò)程主要發(fā)生如下轉(zhuǎn)化．凝膠

Ⅰ

勃母石（γ-AlOOH）

Ⅱ

γ-Al₂O₃

Ⅲ

α-Al₂O₃）煅燒過(guò)程中樣品的失重率（TG%）隨溫度變化如圖．凝膠煅燒失重曲線有明顯的三個(gè)階段：
（�。゛～b段：失重率82.12%；
（ⅱ）b～c段：失重率9.37%；
（ⅲ）c～d段：失重率幾乎為0．
轉(zhuǎn)化Ⅱ?qū)��?yīng)的失重階段是

 

（填序號(hào)ⅰ、ⅱ、ⅲ），轉(zhuǎn)化Ⅲ開(kāi)始的溫度是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）硝酸鋁具有氧化性，必須與可燃物分開(kāi)存放；
（2）用Al作電極電解HNO₃溶液：陽(yáng)極為2Al-6e^-=2Al³⁺；陰極為6H⁺+6e^-=3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺；
（4）硝酸鋁加入（CH₂）₆N₄水溶液充分?jǐn)嚢�，調(diào)節(jié)溶液pH=3.95時(shí)可生成氫氧化鋁膠體，水浴加熱生成氫氧化鋁凝膠，冷卻、干燥后可得納米氧化鋁，
①（CH₂）₆N₄水溶液顯堿性，可結(jié)合電荷守恒、質(zhì)量守恒配平；
②攪拌可促進(jìn)水解；
③（CH₂）₆N₄水解生成硝酸銨，溶液中存在硝酸鋁；
④根據(jù)質(zhì)量的變化結(jié)合曲線判斷．

解答： 解：（1）硝酸鋁中N元素化合價(jià)為+5價(jià)，具有氧化性，必須與可燃物分開(kāi)存放，故答案為：B；
（2）用Al作電極電解HNO₃溶液：陽(yáng)極為2Al-6e^-=2Al³⁺；陰極為6H⁺+6e^-=3H₂↑，電解方程式為2Al+6H⁺

通電  .

2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H⁺

通電  .

2Al³⁺+3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺，離子方程式為[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺，故答案為：[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺；
（4）硝酸鋁加入（CH₂）₆N₄水溶液充分?jǐn)嚢瑁�調(diào)節(jié)溶液pH=3.95時(shí)可生成氫氧化鋁膠體，水浴加熱生成氫氧化鋁凝膠，冷卻、干燥后可得納米氧化鋁，
①（CH₂）₆N₄水溶液顯堿性，方程式為（CH₂）₆N₄+10H₂O?6HCHO+4NH₄⁺+4OH^-，
故答案為：1； 10； 6； 4；NH₄⁺； 4；
②攪拌可使Al³⁺與水充分接觸，促進(jìn)水解，故答案為：經(jīng)攪拌后，促進(jìn)了Al³⁺的水解；
③（CH₂）₆N₄水解生成硝酸銨，溶液中存在硝酸鋁，故答案為：Al（NO₃）₃、NH₄NO₃；
④轉(zhuǎn)化Ⅱ?qū)��?yīng)的反應(yīng)為γ-AlOOH

Ⅱ

γ-Al₂O₃，失重率為

18

120

×100%=9%，
則轉(zhuǎn)化Ⅱ?qū)��?yīng)的失重階段是ⅱ，
由圖象可知轉(zhuǎn)化Ⅲ開(kāi)始的溫度是600℃，
故答案為：ⅱ； 600℃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重學(xué)生的分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握�?shí)驗(yàn)的原理和物質(zhì)的性質(zhì)，難度中等．