Question

氧化铝有两种变体，一种是αAl₂O₃，一种是γAl₂O₃，γAl₂O₃可用Al(OH)₃在723 K时加热制得，它不耐酸；αAl₂O₃是天然刚玉的主要成分，硬度很大，且对酸有极强的稳定性。αAl₂O₃可以用γAl₂O₃高温煅烧制得。已知氧化铝可由铝铵矾加热制得，铝铵矾[(NH₄)Al(SO₄)₂·12H₂O]受强热分解的产物为：Al₂O₃、NH₃、N₂、SO₃、SO₂和H₂O。

(1)写出铝铵矾受强热分解的化学方程式_____________________________________

________________________________________________________________________，

氧化产物是________，还原产物是________，它们的物质的量之比为________。

(2)在含有1 mol的铝铵矾溶液中，需加入________molBa(OH)₂，沉淀的物质的量最大，离子方程式为______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)将上述反应中的Al₂O₃加入适量的氧化铬，在氢氧焰上强热，熔融后使其结晶，可以制成人造红宝石，可用于做激光器材和装饰品。所得人造红宝石是哪种Al₂O₃的变体？________，如何用简单方法证明是该变体______________________________________

________________________________________________________________________。

Answer

(1)4(NH4)Al(SO4)2·12H2O2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O↑

N2 SO2 1∶3

(2)2 NH4＋＋Al3＋＋2＋2Ba2＋＋4OH－===Al(OH)3↓＋2BaSO4↓＋NH3·H2O

(3)α－Al2O3 取少量试样加足量稀盐酸，若溶解，为γ－Al2O3，若不溶解，为α－Al2O3

【解析】

试题分析：（1）铝铵矾受强热分解的生成物可知，该反应的化学方程式是4(NH4)Al(SO4)2·12H2O2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O↑；其中氮元素的化合价从－3价升高到0价，失去3个电子，所以氮气是氧化产物。S元素的化合价从＋6价降低到＋4价，得到2个电子，因此SO2是还原产物。根据电子的都是守恒可知，氮气和SO2的物质的量之比是1∶3。

（2）1mol NH4)Al(SO4)2·12H2O中含有1molNH4＋、1molAl3＋、2molSO42－，所以要使生成的沉淀物质的量最多，则需要2mol氢氧化钡，反应的离子方程式是NH4＋＋Al3＋＋2＋2Ba2＋＋4OH－===Al(OH)3↓＋2BaSO4↓＋NH3·H2O。

（3）人造红宝石是α－Al2O3，由于α－Al2O3不能溶解再盐酸中，而γ－Al2O3可以溶解盐酸中，据此可以鉴别。

考点：考查氧化还原反应方程式的书写、氧化产物、还原产物的判断和计算，离子方程式的书写以及沉淀多少的计算和氧化铝变体的判断