Question

3．硝酸铝[Al（NO₃）₃]是一种常用媒染剂．工业上用铝灰（主要含Al、Al₂O₃、Fe₂O₃等）制取硝酸铝晶体[Al（NO₃）₃•9H₂O]的流程如图：

（1）过滤Ⅰ得到的滤渣主要成份是Fe₂O₃；（填化学式）
（2）写出反应Ⅰ中生成气体的反应离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）在反应Ⅱ中加入稀硝酸存在不足之处是硝酸过量可导致氢氧化铝溶解，可将加入稀硝酸改为通入二氧化碳；
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4：1），其中一种为红棕色，该反应的化学方程式是4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑．

Answer 1

分析 铝灰用氢氧化钠溶液溶解，铝、氧化铝反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、未反应的NaOH，加入硝酸中和未反应的氢氧化钠，并将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤分离，氢氧化铝沉淀再用硝酸溶解，得到硝酸铝溶液，经过减压蒸发得到硝酸铝晶体，以此解答该题．

解答 解：（1）氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，则过滤Ⅰ得到的滤渣主要成份是Fe₂O₃，故答案为：Fe₂O₃；
（2）反应Ⅰ涉及铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，其中生成气体的反应方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）加入硝酸生成氢氧化铝，如硝酸过量，则生成硝酸铝，导致滤液中含有硝酸铝，应在滤液Ⅰ中通入二氧化碳气体，可生成氢氧化铝，并避免氢氧化铝的溶解，
故答案为：硝酸过量可导致氢氧化铝溶解；通入二氧化碳；
（4）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体，两种气体应是二氧化氮与氧气，二者体积之比为4：1，满足原子守恒与电子转移守恒，反应方程式为：4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑，
故答案为：4Al（NO₃）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al₂O₃+12NO₂↑+3O₂↑．

点评 本题考查实验制备方案，为高考常见题型，侧重考查是对工艺流程的理解、分析与评价，是对学生综合能力的考查，需要学生具备知识的基础与灵活运用的能力，难度中等．