Question

高三化学中有一道难题

1.甲，乙，丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。。规定必用的药品如下:350克70%H2SO4溶液。NaOH固体240克，足量铝屑，水(不能用其他药品)
甲乙丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1，W2，W3。三种实验方案如下:
甲:铝----加NaOH溶液-----加H2SO4溶液----W1克Al(OH)3
乙:铝----加H2SO4溶液-----加NaOH溶液-----W2克Al(OH)3
丙:铝----(加H2SO4溶液，铝----加NaOH溶液)------W3克Al(OH)3
问W1，W2,W3质量的大小关系？
2.若将盐酸改为稀硝酸，且稀硝酸只被还原为一氧化氮，则铁，铝物质的量之比是多少？
请详解两道题过程，谢了

Answer 1

1、
甲：铝―→加NaOH溶液―→加H2SO4溶液―→W1 g Al(OH)3
乙：铝―→加H2SO4溶液―→加NaOH溶液―→W2 g Al(OH)3
丙：铝―→加H2SO4溶液
铝―→加NaOH溶液 ―→W3 g Al(OH)3
甲：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO—＋3H2↑
AlO—+H+＋H2O===Al(OH)3↓
乙：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
丙：Al+3H＋——→Al3＋，
3Al+3OH－——→3AlO—
所以Al3＋＋3AlO—+6H2O===4Al(OH)3↓
分析：(从化学方程式计量数看)
甲：制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 2 mol，OH－ 2 mol。
乙：制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 6 mol，OH－ 6 mol。
丙：制取4 mol Al(OH)3消耗H＋ 3 mol，OH－ 3 mol。
即制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 1.5 mol，OH－ 1.5 mol。
结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3，最好；乙以较多的原料制出较少的产品，最差。相同的原料制取的Al(OH)3质量应是W3>W1>W2。

Answer 2

W3＞W1＞W2因为要制氢氧化铝，所以在铝足量的情况下要保证氢氧化钠得到充分利用乙中氢氧化钠部分用于中和过量的酸所以最少，甲中加酸的量不易控制会有少量的氢氧化铝被酸反应掉，而丙是利用双水解制氢氧化铝的标准做法。懂了没？

Answer 3

W3>W1>W2

追问

你咋算的，这个答案正确，麻烦告诉一下过程，我不知道为什么

追答

2Al + 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2↑ 2NaAlO2+H2SO4+H2O=Na2SO4+2Al(OH)3↓
80 164 164 98 156
240g 492g 492g(过量) 350g*0.7=245g w1=390g
2AL+3H2SO4=AL2(SO4)3+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
54 294 342 342 240 156
245g 285g 285g 200g 130g
然后氢氧化钠过量还会和氢氧化铝反应使得w2更少( NaOH+ Al(OH)3= NaAlO2+ 2H2O
40 78
240g-200g=40g 78g
所以w2=130g-78g=52g
2Al + 2H2O + 2NaOH =2NaAlO2 + 3H2↑ 2AL+3H2SO4=AL2(SO4)3+3H2↑
80 164 294 342
240g 492g 245g 285g
然后 Al2(SO4)3 + 6NaAlO2+ 12H2O=3Na2SO4+8Al(OH)3↓
342 492 624
285g 492g（偏铝酸钠过量） w3= 520g