學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究一、制備氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)原理氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，反應(yīng)方程式:Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O;Al（OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。鋁和鋁的化合物都可以用來(lái)制取氫氧化鋁.用較純凈的鋁屑制取氫氧化鋁有多種方案：方案一：Aleq\o(→,\s\up7（H2SO4)）Al2(SO4)3eq\o（→，\s\up7(NaOH）,\s\do5(或氨水))Al(OH）3涉及的反應(yīng)：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；Al3＋＋3OH－=Al(OH）3↓〔或Al3＋＋3NH3·H2O=Al（OH)3↓＋3NHeq\o\al（＋，4）〕。方案二:Aleq\o（→,\s\up7（NaOH)）NaAlO2eq\o（→，\s\up7(H2SO4）,\s\do5(或CO2)）Al（OH)3涉及的反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－，2)＋3H2↑；AlOeq\o\al（－，2）＋H2O＋H＋=Al（OH)3↓〔或AlOeq\o\al(－，2)＋2H2O＋CO2=HCOeq\o\al(－，3)＋Al(OH)3↓〕。方案三：涉及的反應(yīng)：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－，2）＋3H2↑;Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al（OH)3↓。從以上三種方案的試劑用量來(lái)看，方案三制備1molAl(OH）3需3/4molH＋和3/4molOH－，酸與堿的用量少，是最佳方案。如果選用含Al3＋的物質(zhì)如明礬、Al2(SO4）3等為原料制取氫氧化鋁，則可以選用以下方案：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓〔或Al3＋＋3NH3·H2O=Al（OH）3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)〕，但由于氫氧化鋁與強(qiáng)堿會(huì)發(fā)生反應(yīng):Al(OH）3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2）＋2H2O,因此選用強(qiáng)堿不好控制，選用弱堿較為理想。如果選用純凈的氧化鋁為原料，可直接用強(qiáng)酸溶解1份質(zhì)量的氧化鋁,用強(qiáng)堿溶解3份質(zhì)量的氧化鋁,然后混合兩種溶液，利用鹽類水解制備氫氧化鋁，與由鋁制備氫氧化鋁的方案三類似。二、制備Al(OH）3實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)無(wú)論采用哪種方法制取氫氧化鋁，都要用到過(guò)濾操作。過(guò)濾時(shí)濾紙應(yīng)大小合適，在漏斗中濾紙的邊緣應(yīng)比漏斗口稍低，用水濕潤(rùn)濾紙,使濾紙緊貼漏斗的內(nèi)壁，中間不留氣泡，漏斗放置在漏斗架上,調(diào)整好高度，使下端緊貼燒杯內(nèi)壁，下端斜面向外。向漏斗中加入液體須用玻璃棒引流,玻璃棒的下端輕靠在三層濾紙的一邊。漏斗中的液體液面要低于濾紙邊緣.2．以鋁為原料制取氫氧化鋁，選用的鋁屑需要先除表面上的氧化膜.方法是：在燒杯中加入約50mL稀NaOH溶液，再放入足量的鋁屑.給溶液稍加熱，1～2min后用傾析法倒出稀NaOH溶液，用蒸餾水把鋁屑沖洗干凈，干燥。稱量鋁屑的質(zhì)量，將鋁屑分為等質(zhì)量的四份,在盛有1份鋁的燒杯中加適量稀硫酸，使鋁屑反應(yīng)至不再有氣泡時(shí)趁熱過(guò)濾；在盛有3份鋁的燒杯中加入適量濃NaOH溶液，使鋁屑反應(yīng)至不再有氣泡時(shí)趁熱過(guò)濾，然后將兩次過(guò)濾得到的濾液倒在一起反應(yīng)。3．選擇以鋁為原料制取氫氧化鋁,每制備1molAl(OH）3理論上各需H＋、OH－3/4mol,但實(shí)際操作中H＋、OH－各3/4mol不能將鋁恰好完全溶解。建議加入稍過(guò)量的酸和堿，盡量使過(guò)量的H＋和OH－的物質(zhì)的量相等，但不要過(guò)量太多。4．由于生成的氫氧化鋁是膠狀沉淀，過(guò)濾較慢,為加快過(guò)濾速度,可以選用孔隙大的快速濾紙過(guò)濾。5．判斷產(chǎn)物是否為Al（OH)3的辦法：取產(chǎn)物少許放在蒸發(fā)皿里加熱,白色膠狀固體分解成白色粉末,有水蒸氣出現(xiàn)。三、與試劑的滴加順序有關(guān)的反應(yīng)1．NaOH和AlCl3向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀后消失：Al3＋＋3OH－=Al(OH）3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al（－,2）＋2H2O向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象,后出現(xiàn)白色沉淀：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－，2)＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al（OH）3↓2．NaAlO2和鹽酸向NaAlO2溶液中滴加鹽酸，先出現(xiàn)白色沉淀后消失:AlOeq\o\al（－,2）＋H＋＋H2O=Al(OH）3↓Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O向鹽酸中滴加NaAlO2溶液，開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀:AlOeq\o\al（－，2)＋4H＋=Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlOeq\o\al（－，2)＋6H2O=4Al(OH)3↓3．Na2CO3和鹽酸向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象,后產(chǎn)生氣泡：COeq\o\al（2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al（－,3）HCOeq\o\al（－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑向鹽酸中滴加Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生氣泡：COeq\o\al（2－，3)＋2H＋=H2O＋CO2↑知識(shí)點(diǎn)1Al（OH）3的制備【例題1】(2011·江蘇模擬)實(shí)驗(yàn)室中有甲、乙、丙三名學(xué)生做制備氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)，桌上都放有同樣的藥品：231g濃度為70%的硫酸,含雜質(zhì)苛性鉀20％的燒堿140g及足量的鋁屑，三位學(xué)生分別制得氫氧化鋁w1g、w2(1）從充分利用原料，降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，哪個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案最佳（用甲、乙、丙序號(hào)表示)：________________。（2)三位學(xué)生分別制得氫氧化鋁質(zhì)量大小的順序?yàn)?用w1、w2、w3序號(hào)表示):________。解析:有關(guān)方案的反應(yīng)原理如下:甲:eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1（2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO\o\al（－，2）＋3H2↑，AlO\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=AlOH3↓））乙：eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，Al3＋＋3OH－=AlOH3↓))丙:eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO\o\al（－，2）＋3H2↑,3AlO\o\al（－,2)＋Al3＋＋6H2O=4AlOH3↓))通過(guò)計(jì)算可確定上述試劑所能提供的H＋和OH－的物質(zhì)的量均為3.3mol.可設(shè)三種方案均制得4molAl(OH）3，顯然所用鋁屑均為4mol。從上述反應(yīng)原理可推知：甲需4molOH－和4molH＋，乙需12molOH－和12molH＋，丙需3molOH－和3molH＋。由此可知：制取等質(zhì)量的Al（OH）3，方案丙所用原料最少，方案乙所用原料最多.反之，方案丙制得的Al(OH)3最多，方案乙制得的Al(OH)3最少.答案:(1）丙（2）w3>w1>w2點(diǎn)撥:在原理正確的前提下，方案的優(yōu)劣取決于制備等量的產(chǎn)品時(shí),所消耗原料的多少及價(jià)值、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)的難易程度、反應(yīng)的安全性及對(duì)環(huán)境的不良影響等。知識(shí)點(diǎn)2Al(OH)3的性質(zhì)【例題2】向20mL某物質(zhì)的量濃度的AlCl3溶液中滴入2mol·L－1NaOH溶液時(shí)，得到的Al(OH)3沉淀質(zhì)量與所滴加的NaOH溶液的體積(mL）關(guān)系如圖所示,試回答下列問(wèn)題：(1)圖中A點(diǎn)表示的意義是________________。（2）圖中B點(diǎn)表示的意義是________________。(3)上述兩步反應(yīng)用總的離子方程式可表示為_(kāi)_______________________。(4)若溶液中有Al（OH）3沉淀0。39g，解析：由圖可知：隨著NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中發(fā)生Al3＋→Al(OH）3→AlOeq\o\al（－，2）的轉(zhuǎn)化。故A點(diǎn)表示得到Al（OH）3沉淀的最大值，B點(diǎn)表示Al(OH)3完全溶解，涉及的離子反應(yīng)為：Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓Al（OH）3＋OH－=AlOeq\o\al（－,2)＋2H2O總的離子反應(yīng)方程式為:Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al（－，2）＋2H2O要生成0.39gAl（OH)①AlCl3過(guò)量，此時(shí)n[Al（OH)3］＝eq\f（1,3）n（OH－），即eq\f（0.39g,78g·mol－1)＝eq\f（1，3）×2mol·L－1×V×10－3L·mL－1解得V＝7.5mL。②當(dāng)NaOH相對(duì)過(guò)量時(shí)，NaOH使Al3＋全部生成Al(OH）3后,又使沉淀部分溶解，此時(shí)n[Al（OH)3]＝4n（Al3＋)－n(OH－)，即eq\f(0.39g,78g·mol－1)＝4×eq\f(0。78g，78g·mol－1）－2mol·L－1×V′×10－3L·mL－1解得V′＝17。5mL.答案