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(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球，此時(shí)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(huì)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(xué)生擬用鋁粉制備少量Al（OH）₃，制備過程如圖所示：

請(qǐng)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(zhì)考慮，用Al₂（SO₄）₃溶液制備Al（OH）₃時(shí)，常用氨水而不用NaOH溶液，請(qǐng)用一個(gè)化學(xué)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(yīng)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(yīng)用，請(qǐng)用離子方程式表示下列應(yīng)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(yīng)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?yàn)锳l（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(yīng)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?xì)怏w，為泡沫滅火器的反應(yīng)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(yīng)，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(zhì)量減小，鐵球質(zhì)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(yīng)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?yàn)锳l（OH）₃是兩性氫氧化物，既溶于酸又溶于強(qiáng)堿，如果用氫氧化鈉，則Al（OH）₃會(huì)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(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鈉，反應(yīng)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?xì)怏w，反應(yīng)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(yīng)，離子方程式為Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查鋁的單質(zhì)以及化合物知識(shí)，側(cè)重于化學(xué)與生活、生產(chǎn)的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)習(xí)的積極性，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，難度不大．