Question

（20分）硝酸铝是重要的化工原料。

（1）在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，是因为硝酸铝具有         。

A．可燃性           B．氧化性           C．还原性

（2）用Al作电极电解HNO₃溶液制取Al(NO₃)₃，电解反应的离子方程式为             。

（3）查资料得知：当Al(NO₃)₃溶液pH＞3时，铝元素有多种存在形态，如Al^3＋、[Al(OH)]^2＋、[Al(OH)₂]^＋等。写出[Al(OH)]^2＋转化为[Al(OH)₂]^＋的离子方程式                 。

（4）用硝酸铝溶液（加入分散剂）制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如下。

①(CH₂)₆N₄水溶液显碱性。请补充完整下列离子方程式。

②经搅拌Ⅱ，pH下降的原因是                   。

③凝胶中含有的硝酸盐是             。

（K_sp[Al(OH)₃] =1.3×10^－33 ；溶液中离子浓度小于1×10^－5 mol·L^－1时，可认为这种离子在溶液中不存在）

④煅烧过程主要发生如下转化： 。

煅烧过程中样品的失重率（TG%）随温度变化如图。凝胶煅烧失重曲线有明显的三个阶段：

（i）a~b段：失重率82.12%；

（ii）b~c段：失重率9.37%；

（iii）c~d段：失重率几乎为0；

转化Ⅱ对应的失重阶段是     （填序号），转化Ⅲ开始的温度是        。

Answer

（20分）

（1）B（2分）

（2）2Al+6H+2Al3++3H2↑（3分）

（3）[Al(OH)]2++H2O[Al(OH)2]++H+（3分）

（4）①1 10 6 4 NH4+ 4 （3分）

②经搅拌后，促进了Al3+的水解（2分）

③Al(NO3)3 NH4NO3 （3分）

④ i （2分） 600℃ （2分）

【解析】

试题分析：（1）硝酸铝中氮元素的化合价为+5，处于最高价，所以硝酸铝具有氧化性，在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，故B项正确。

（2）Al作电极电解HNO3溶液制取Al(NO3)3，阳极上Al失电子生成Al3+，阴极上H+得电子生成H2，所以电解反应的离子方程式为：2Al+6H+2Al3++3H2↑。

（3）[Al(OH)]2＋结合H2O中的羟基可转化为[Al(OH)2]＋，所以离子方程式为：[Al(OH)]2++H2O[Al(OH)2]++H+。

（4）①根据元素守恒和电荷守恒，可知所缺离子为阳离子且含有N元素，为NH4+，根据观察法可配平该离子方程式。

②溶液中含有Al3+，经搅拌Ⅱ，Al3+的水解程度增大，所以pH下降。

③加入(CH2)6N4后生成NH4+，所以溶液中含有NH4NO3，根据pH=3.95可得c（OH‾）=10-14÷10-3.95=10-10.05，则c（Al3+）= Ksp[Al(OH)3]÷c（OH‾）3=1.3×10－33÷（10-10.05）3=1.3×10－2.85mol•L‾1>1×10－5 mol·L－1，所以溶液还含有Al(NO3)3。

④转化II由γ-AlOOH转化为γ-Al2O3，失重率=18÷120×100%=12%，根据图像可知对应的失重阶段是i；转化III有γ-Al2O3转化为α-Al2O3，根据图像可知对应的失重阶段是iii，开始温度是600℃。

考点：本题考查物质的性质及应用、电解原理、方程式的配平及书写、化学流程及图像的分析。