Question

【加试题】硝酸铝[Al(NO₃)₃]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰(主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等)制取硝酸铝晶体[Al(NO₃)₃·9H₂O]的流程如下：

（1）写出反应Ⅰ的离子方程式：                     (任写一个)。

（2）若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决的问题是                      ，可采取的措施为                      。

（3）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4:1)，该反应的化学方程式是                 。

（4）若用右图所示实验装置制取Al(NO₃)₃，通入水蒸气的作用是                                。

Answer

（1）2Al+2OH—+2H2O＝2AlO2—+3H2↑(或Al2O3 + 2OH—＝2AlO2— + H2O)

（2）如何控制反应终点(或硝酸的用量) 将加入稀硝酸改为通入过量CO2

（3）4Al(NO3)32Al2O3＋12NO2↑＋3O2↑

（4）升高温度、搅拌，加快反应速率

【解析】

试题分析：（1）反应Ⅰ涉及：铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（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；

（3）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体，两种气体应是二氧化氮与氧气，二者体积之比为4：1，满足原子守恒与电子转移守恒，反应方程式为：4Al(NO3)32Al2O3+12NO2↑+3O2↑；

（4）由于水蒸气温度较高，可以升高反应体系的温度，且可以起搅拌作用，可以加快反应速率。

【考点定位】考查实验制备方案，侧重考查是对工艺流程的理解、分析与评价；

【名师点晴】能准确分析流程是解题关键；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，据此分析答题。