Question

以Al制備Al(OH)₃的實(shí)驗(yàn)，課本中提出了三種設(shè)計(jì)方案，并列表對(duì)比如下：

途徑	生成1 mol Al(OH)3消耗H+或OH-的物質(zhì)的量/mol
	消耗H+	消耗OH-
1.Al→Al3+→Al(OH)3	3	3
2.Al→→Al(OH)3	1	1

(1)制備相同物質(zhì)的量的Al(OH)₃消耗酸和堿最少的方案是______________(填序號(hào))；按此方案，每制備1 mol Al(OH)₃，理論上至少消耗H₂SO₄____________mol，NaOH_______________mol。

(2)有同學(xué)按課本方案3進(jìn)行試驗(yàn)，將鋁粉(未被氧化)以1∶3質(zhì)量比分別溶于酸、堿溶液中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不但耗酸量和耗堿量都大于理論用量，且生成的Al(OH)₃也大大減少，你認(rèn)為產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能是________________________________________________。

(3)該同學(xué)根據(jù)方案3中Al全部轉(zhuǎn)入Al(OH)₃，溶液中只有Na₂SO₄這一事實(shí)，設(shè)計(jì)了不用天平，只用量筒就可使Al完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)₃，且酸堿的利用率達(dá)到最大的方案，請(qǐng)你分析該同學(xué)所取NaOH溶液和H₂SO₄溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______________；所加Al粉的量為_(kāi)_______________(填“少量”或“過(guò)量”)；請(qǐng)你寫(xiě)出后續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟________________。

 

Answer 1

(1)3   3/8    3/4

(2)因?yàn)锳l只有在過(guò)量的酸或堿中才能完全溶解，所以實(shí)際耗酸、堿的量大于理論用量；過(guò)量的酸和堿中和后，多余的酸或堿能繼續(xù)溶解Al(OH)₃，所以Al(OH)₃的量會(huì)減少。

(3)2∶1 過(guò)量 待Al粉與酸、堿溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾，并洗滌剩余的Al粉，將洗滌液及兩份濾液混合，產(chǎn)生Al(OH)₃沉淀。再過(guò)濾、洗滌、干燥得Al(OH)₃。

解析：(2)要使鋁粉全部溶解，酸、堿必須都過(guò)量，所以耗酸量和耗堿量都大于理論用量；過(guò)量的酸和堿中和后，剩余的酸或堿能繼續(xù)溶解Al(OH)₃，使生成的Al(OH)₃的量減少。(3)根據(jù)Na、S守恒可知：NaOH和H₂SO₄的物質(zhì)的量之比為2∶1；所加Al粉應(yīng)過(guò)量，才會(huì)使NaOH和H₂SO₄都反應(yīng)。