Question

硝酸铝是一种常用皮革鞣剂．工业上用铝灰（主要含Al、A1₂O₃、Fe₂O₃等）制取硝酸铝晶体[Al(NO₃)₃﹒nH₂O]的流程如下：

完成下列填空：

(1)用NaOH固体配制30%的NaOH溶液，所需的玻璃仪器除烧杯外，还有______。

a．容量瓶    b．量筒    c．烧瓶

(2)反应Ⅱ中为避免铝的损失，需要解决的问题是______。

(3)从反应Ⅲ所得溶液中得到硝酸铝晶体的步骤依次是：减压蒸发、______、过滤、______、低温烘干．

(4)有人建议将反应Ⅱ、Ⅲ合并以简化操作，说明工业上不采用这种方法的原因______。

(5)某同学在实验室用铝灰制各硝酸铝晶体，其流程如下：

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3
开始沉淀pH	1.9	4.2
沉淀完全pH	3.2	5.4

调节pH的目的是______，为使得到的硝酸铝晶体较纯净，所用的X物质可以是______（填编号）。

A．氨水          B．铝         c．氢氧化铝     D．偏铝酸钠

(6)该实验室制法与工业上制法相比，其缺点是______。

(7)称取7.392g硝酸铝晶体样品，加热灼烧使其分解完全，最终得到1.020gAl₂O₃，计算硝酸铝晶体样品中结晶水的数目为______。

Answer

b 如何控制反应终点（或硝酸的用量 冷却结晶 洗涤 产物中杂质NaNO3的含量较高 将Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀除去 BC 产生大量污染性气体NO等 8.7

【解析】

铝灰用氢氧化钠溶液溶解，铝、氧化铝反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、未反应的NaOH，加入硝酸中和未反应的氢氧化钠，并将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤分离，氢氧化铝沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸铝溶液，经过减压蒸发得到硝酸铝晶体。

(1)用天平称量氢氧化钠，用量筒量取水的体积，在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，还需要量筒，故答案为：b；

(2)硝酸属于强酸，可以溶解氢氧化铝沉淀，导致Al元素损失，需要解决的问题是：如何控制反应终点（或硝酸的用量），可以将加入稀硝酸改为通入过量CO2，避免氢氧化铝沉淀溶解，故答案为：如何控制反应终点（或硝酸的用量）；

(3)从反应Ⅲ所得溶液中得到硝酸铝晶体的步骤依次是：减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干，故答案为：冷却结晶、洗涤；

(4)反应Ⅱ、Ⅲ合并以简化操作，产物中杂质NaNO3的含量较高，故答案为：产物中杂质NaNO3的含量较高；

(5)铝灰用稀硝酸溶解，Al、A12O3、Fe2O3均反应得到硝酸铝、硝酸铁，加入X调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去；加入的X能与酸反应且不能引入新杂质，故不能选氨水、偏铝酸钠，可以选择Al与氢氧化铝，故答案为：将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去；BC；

(6)Al与稀硝酸反应会生成NO，污染空气，故答案为：产生大量污染性气体NO等；

(7)硝酸铝晶体分解得到氧化铝、水，另外物质相当于N2O5，氧化铝的物质的量为=0.01mol，根据Al元素守恒，硝酸铝的物质的量为0.02mol，根据N原子守恒，可知N2O5为=0.03mol，其质量为0.03mol×108g/mol=3.24g，故结晶水为质量为7.392g﹣1.02g﹣3.24g=3.132g，结晶水物质的量为=0.174mol，故结晶水数目为=8.7，故答案为：8.7。