Question

已知氢氧化铝既能与强酸反应，也能与强碱反应，但不能与弱酸和弱碱反应．某研究小组利用如图所示装置验证氢氧化铝的上述某些性质（试管C中盛有含铝元素的盐溶液），回答下列问题：
（1）图中D装置在实验中的作用是

 

．
（2）验证氢氧化铝能与强酸反应：若B中的试剂为浓盐酸，C中试剂为Na[Al（OH）₄]溶液，则A中的试剂为

 

，C中的现象为

 

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（3）验证氢氧化铝不能与弱碱反应：若A中的试剂为浓氨水，则B中试剂为

 

，C中试剂为

 

，C中发生的离子反应方程式为

 

．
（4）验证氢氧化铝不能与弱酸反应：C中试剂为

 

，B中可能发生的化学反应方程式为

 

．

Answer 1

分析：（1）球形管有缓冲防止倒吸作用；
（2）实验目的是验证氢氧化铝能与强酸反应，需将B中的试剂浓盐酸中的氯化氢挥发出来，须用浓硫酸，Na[Al（OH）₄]溶液与盐酸反应先生成沉淀氢氧化铝，后生成可溶性的氯化铝；
（3）验证氢氧化铝不能与弱碱反应：需将A中浓氨水中的氨气挥发出来，须加碱性的物质，C中试剂为可溶性的铝盐；可溶性的铝盐和氨水反应生成氢氧化铝沉淀；
（4）验证氢氧化铝不能与弱酸反应：B中须制备酸性气体，且该气体溶于水呈弱酸性，C中盛放的试剂为可溶性的偏铝酸盐．

解答：解：（1）倒置的球形漏斗插入溶液中，气体能被充分吸收，且球形管有缓冲作用防止倒吸，故答案为：防止倒吸；
（2）验证氢氧化铝能与强酸反应，需将B中的试剂浓盐酸中的氯化氢挥发出来，氯化氢是酸性气体，所以需用浓硫酸的吸水性，A为浓硫酸，挥发出来的氯化氢进入C装置，氯化氢极易溶于水，D装置可防止倒吸，
C中Na[Al（OH）₄]（四羟基合铝酸钠）与盐酸反应先生成沉淀氢氧化铝和氯化钠，最终生成氯化铝、氯化钠与水，所以现象为：先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解，
故答案为：浓硫酸；先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解；
（3）验证氢氧化铝不能与弱碱反应：需将A中浓氨水中的氨气挥发出来，利用CaO与H₂O剧烈反应，NH₃?H₂O+CaO═NH₃↑+Ca（OH）₂，生成Ca（OH）₂，放出大量热，促进NH₃．H₂O的分解及NH₃的挥发逸出，Ca（OH）₂、NaOH等强碱，也促进NH₃?H₂O的分解及NH₃的挥发逸出，所以B中试剂为生石灰（或氢氧化钠固体或碱石灰）；氨气是极易溶于水，D装置可防止倒吸，C中盛放能与氨水反应生成氢氧化铝沉淀的铝盐，可选择AlCl₃溶液（或硫酸铝溶液）；发生的离子反应为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：生石灰（或氢氧化钠固体或碱石灰）；AlCl₃溶液（或硫酸铝溶液）；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）验证氢氧化铝不能与弱酸反应：B中须制备酸性气体，且该气体溶于水呈弱酸性，可以是二氧化硫气体或二氧化碳气体，所以B中可能发生的化学反应方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（或Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑）；C中试剂能与酸性气体反应生成氢氧化铝，所以为Na[Al（OH）₄]，如与少量二氧化碳反应2NaAl（OH）₄+CO₂=Na₂CO₃+2Al（OH）₃↓+H₂O，
故答案为：Na[Al（OH）₄]；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（或Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑）．

点评：本题主要考查了氢氧化铝的两性，掌握氢氧化铝既能与强酸反应，也能与强碱反应，但不能与弱酸和弱碱反应以及偏铝酸盐的性质是解答的关键，题目难度中等．