Question

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以鋁屑為原料制備Al(OH)₃的實(shí)驗(yàn)方案。

   

Answer 1

(一)選擇方案

    方案Ⅰ：用硫酸與鋁屑反應(yīng)，生成Al₂(SO₄)₃后,再用氫氧化鈉（或氨水）使Al(OH)₃沉淀析出�；瘜W(xué)方程式：

    2Al₂+3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

    Al₂(SO₄)₃+6NaOH====2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

    或Al₂(SO₄)₃+6NH₃·H₂O====2Al(OH)₃↓+3（NH₄）₂SO₄

    方案Ⅱ：將鋁屑跟濃NaOH溶液反應(yīng)，生成NaAlO₂，再用稀硫酸與NaAlO₂反應(yīng)生成Al(OH)₃沉淀析出�；瘜W(xué)方程式：

    2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

    2NaAlO₂+ H₂SO₄+2H₂O====2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

    方案Ⅲ：用鋁屑分別與稀硫酸和濃NaOH溶液反應(yīng)，然后將得到的鋁鹽溶液混合，即可得到Al(OH)₃沉淀析出�；瘜W(xué)方程式：

    2Al₂+3H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

    2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

    Al₂(SO₄)₃+6NaAlO₂+12H₂O====8Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

    (二)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)

    對(duì)上述三個(gè)方案來(lái)說(shuō)，從反應(yīng)物種類來(lái)看，三種方案都使用了三種藥品。從耗酸、堿的量來(lái)看，方案Ⅰ用量最多，方案Ⅲ用量最少；從操作要求來(lái)考慮，方案Ⅲ也最簡(jiǎn)單。因此應(yīng)選方案Ⅲ。

    (三)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

    實(shí)驗(yàn)名稱：以鋁屑為原料制備Al(OH)₃ 。

    實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

    1.分析并評(píng)價(jià)制備Al(OH)₃的最佳方案，培養(yǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析能力；

    2.認(rèn)識(shí)鋁的化學(xué)性質(zhì)和 Al(OH)₃的兩性。

    實(shí)驗(yàn)用品：燒杯、量筒、玻璃棒、天平、鐵架臺(tái)、漏斗、濾紙、酒精燈、火柴、

鋁屑、稀硫酸、稀NaOH溶液、蒸餾水、濃NaOH溶液

    實(shí)驗(yàn)步驟 ：

    1.在燒杯1中倒入50 mL稀NaOH溶液，加入足量鋁屑，給溶液稍加熱，待1—2 min后，將鋁屑用蒸餾水洗凈，干燥后稱量鋁屑的質(zhì)量（m₁），將鋁屑分成四等份，備用；

    2.在燒杯2中放入1份鋁屑，再加入適量稀硫酸，使鋁屑全部溶解得溶液①；

    3.在燒杯3中放入3份鋁屑，再加入適量濃NaOH溶液，使鋁屑全部溶解得溶液②；

    4.將溶液①和溶液②混合，將沉淀過(guò)濾；

    5.把沉淀轉(zhuǎn)移到燒杯里，用蒸餾水洗滌3次，再過(guò)濾，再洗滌，至溶液的pH為7—8；

    6.過(guò)濾、干燥，得到的固體為Al(OH)₃；

    7.稱量Al(OH)₃的質(zhì)量（m₂），計(jì)算產(chǎn)率。

    實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理

    實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理：鋁屑的質(zhì)量為m₁，Al(OH)₃的理論產(chǎn)量為78 m₁/27，Al(OH)₃的實(shí)際產(chǎn)量為m₂。本實(shí)驗(yàn)Al(OH)₃的產(chǎn)率為：

    ×100%=