Question

5．現(xiàn)代生活離不開鋁，鋁有許多優(yōu)良的性能，因此在各方面有極其廣泛的用途．
（1）在杠桿的兩端分別掛著質量和體積都相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡．然后將兩球分別浸沒在氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液中片刻，如圖，則杠桿會發(fā)生的現(xiàn)象是杠桿右端向下傾斜（或杠桿左端向上傾斜），原因是（用離子方程式表示）2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．

（2）某學生擬用鋁粉制備少量Al（OH）₃，制備過程如圖所示：

請回答：
①通過操作a分離出Al（OH）₃，操作a的名稱是過濾
②從Al（OH）₃的性質考慮，用Al₂（SO₄）₃溶液制備Al（OH）₃時，常用氨水而不用NaOH溶液，請用一個化學方程式表明其理由：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
（3）在偏鋁酸鹽中通入少量CO₂氣體也可制備Al（OH）₃，該反應的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-
（4）Al的化合物在生活中有重要的應用，請用離子方程式表示下列應用的原理
①Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
②Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）鋁與氫氧化鈉反應生成氫氣，鐵可置換出銅；
（2）①分離固體和溶液用過濾的方法；
②制備Al（OH）₃用氨水而不用氫氧化鈉是因為Al（OH）₃是兩性氫氧化物，既溶于酸又溶于堿；
（3）二氧化碳溶液呈酸性，可與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉；
（4）①硫酸鋁與碳酸氫鈉發(fā)生互促水解生成二氧化碳氣體，為泡沫滅火器的反應原理；
②氫氧化鋁為弱堿，可用于治療胃酸過多．

解答 解：（1）鋁可與氫氧化鈉溶液反應，離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，而鐵置換出銅，離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，則鋁球質量減小，鐵球質量增大，可觀察到杠桿右端向下傾斜（或杠桿左端向上傾斜），
故答案為：杠桿右端向下傾斜（或杠桿左端向上傾斜）；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（2）①硫酸鋁中加氨水后發(fā)生反應生成氫氧化鋁沉淀和硫酸銨，故將氫氧化鋁分離出，過濾即可，故答案為：過濾；
②制備Al（OH）₃用氨水而不用氫氧化鈉，是因為Al（OH）₃是兩性氫氧化物，既溶于酸又溶于強堿，如果用氫氧化鈉，則Al（OH）₃會溶解：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（3）二氧化碳溶液呈酸性，可與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，反應的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案為：2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（4）①硫酸鋁與碳酸氫鈉發(fā)生互促水解生成二氧化碳氣體，反應的離子方程式為Al³⁺+3 HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3 HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②氫氧化鋁為弱堿，可與鹽酸反應，離子方程式為Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．

點評 本題綜合考查鋁的單質以及化合物知識，側重于化學與生活、生產(chǎn)的考查，有利于培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，提高學習的積極性，注意相關基礎知識的積累，難度不大．