Question

【題目】硝酸鋁是一種常用皮革鞣劑．工業(yè)上用鋁灰（主要含Al、A12O3、Fe2O3等）制取硝酸鋁晶體[Al(NO3)3﹒nH2O]的流程如下：

完成下列填空：

(1)用NaOH固體配制30%的NaOH溶液，所需的玻璃儀器除燒杯外，還有______。

a．容量瓶 b．量筒 c．燒瓶

(2)反應(yīng)Ⅱ中為避免鋁的損失，需要解決的問(wèn)題是______。

(3)從反應(yīng)Ⅲ所得溶液中得到硝酸鋁晶體的步驟依次是：減壓蒸發(fā)、______、過(guò)濾、______、低溫烘干．

(4)有人建議將反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ合并以簡(jiǎn)化操作，說(shuō)明工業(yè)上不采用這種方法的原因______。

(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用鋁灰制各硝酸鋁晶體，其流程如下：

氫氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3
開(kāi)始沉淀pH	1.9	4.2
沉淀完全pH	3.2	5.4

調(diào)節(jié)pH的目的是______，為使得到的硝酸鋁晶體較純凈，所用的X物質(zhì)可以是______（填編號(hào)）。

A．氨水 B．鋁 c．氫氧化鋁 D．偏鋁酸鈉

(6)該實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)上制法相比，其缺點(diǎn)是______。

(7)稱取7.392g硝酸鋁晶體樣品，加熱灼燒使其分解完全，最終得到1.020gAl2O3，計(jì)算硝酸鋁晶體樣品中結(jié)晶水的數(shù)目為______。

Answer 1

【答案】b 如何控制反應(yīng)終點(diǎn)（或硝酸的用量 冷卻結(jié)晶 洗滌 產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高 將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀除去 BC 產(chǎn)生大量污染性氣體NO等 8.7

【解析】

鋁灰用氫氧化鈉溶液溶解，鋁、氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，過(guò)濾分離，濾液中含有偏鋁酸鈉、未反應(yīng)的NaOH，加入硝酸中和未反應(yīng)的氫氧化鈉，并將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，再過(guò)濾分離，氫氧化鋁沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸鋁溶液，經(jīng)過(guò)減壓蒸發(fā)得到硝酸鋁晶體。

(1)用天平稱量氫氧化鈉，用量筒量取水的體積，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，還需要量筒，故答案為：b；

(2)硝酸屬于強(qiáng)酸，可以溶解氫氧化鋁沉淀，導(dǎo)致Al元素?fù)p失，需要解決的問(wèn)題是：如何控制反應(yīng)終點(diǎn)（或硝酸的用量），可以將加入稀硝酸改為通入過(guò)量CO2，避免氫氧化鋁沉淀溶解，故答案為：如何控制反應(yīng)終點(diǎn)（或硝酸的用量）；

(3)從反應(yīng)Ⅲ所得溶液中得到硝酸鋁晶體的步驟依次是：減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫烘干，故答案為：冷卻結(jié)晶、洗滌；

(4)反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ合并以簡(jiǎn)化操作，產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高，故答案為：產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高；

(5)鋁灰用稀硝酸溶解，Al、A12O3、Fe2O3均反應(yīng)得到硝酸鋁、硝酸鐵，加入X調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去；加入的X能與酸反應(yīng)且不能引入新雜質(zhì)，故不能選氨水、偏鋁酸鈉，可以選擇Al與氫氧化鋁，故答案為：將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去；BC；

(6)Al與稀硝酸反應(yīng)會(huì)生成NO，污染空氣，故答案為：產(chǎn)生大量污染性氣體NO等；

(7)硝酸鋁晶體分解得到氧化鋁、水，另外物質(zhì)相當(dāng)于N2O5，氧化鋁的物質(zhì)的量為=0.01mol，根據(jù)Al元素守恒，硝酸鋁的物質(zhì)的量為0.02mol，根據(jù)N原子守恒，可知N2O5為=0.03mol，其質(zhì)量為0.03mol×108g/mol=3.24g，故結(jié)晶水為質(zhì)量為7.392g﹣1.02g﹣3.24g=3.132g，結(jié)晶水物質(zhì)的量為=0.174mol，故結(jié)晶水?dāng)?shù)目為=8.7，故答案為：8.7。