问题 问答题

使含有a molAl3+的A溶液中的铝元素和含有b molAlO2-的B溶液中的铝元素全部转化为Al(OH)3沉淀,通过计算讨论有几种途径.写出相应的离子方程式.

要求:

(1)不准另加固体和液体试剂;

(2)应答出每种途径所需试剂和所需试剂的物质的量.若使C mol单质Al全部转化为Al(OH)3沉淀且使用原料最少,应该如何进行操作?写出相应的离子方程式.

答案

(1)应向A溶液中通入3a molNH3,离子方程式为Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

 应向B溶液中通入

b
2
 molCO2
b
2
molSO2或bmolHCl、HBr、HI等,离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-

2AlO2-+SO2+3H2O=2Al(OH)3↓+SO32-或AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓;

将两种溶液混合,①、若b=3a  则全部生成Al(OH)3沉淀,离子方程式为:Al3++3AlO2-+6 H2O=4 Al(OH)3

②、若b>3a则再向混合后的溶液中通入

b-3a
2
molCO2
b-3a
2
molSO2或(b-3a)molHCl、HBr、HI等,离子方程式为

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-或2AlO2-+SO2+3H2O=2Al(OH)3↓+SO32-或AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓;

③、若b<3a则再向混合后的溶液中通入3(a-

b
3
)mol NH3即(3a-b)mol NH3,离子方程式Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+

3NH4+

答:有两种方法,一种是向A溶液中加氨水使铝离子生成氢氧化铝,向B溶液中通入气体或加酸使偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀;另一种方法是将两种溶液混合,分三种情况:①恰好反应;②铝离子过量,向混合溶液中加氨水,使多余的铝离子生成氢氧化铝;③偏铝酸根离子过量,向混合溶液中通入气体或加酸.

反应方程式为:Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+或Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-或2AlO2-+SO2+3H2O=2Al(OH)3↓+SO32-或AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓;

(2)若使C mol单质Al全部转化为Al(OH)3沉淀且使用原料最少,应将

1
4
C mol Al与强酸反应转化为Al3+,另外
3
4
C mol Al与强碱反应转化为AlO2-,然后将两溶液混合,此时所用原料最少,C mol单质A l才能全部转化为Al(OH)3沉淀.

离子方程式为:2Al+6H+=2Al3++3H2↑;2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑;Al3++3AlO2-+6 H2O=4 Al(OH)3↓.

答:将

1
4
C mol Al与强酸反应转化为Al3+,另外
3
4
C mol Al与强碱反应转化为AlO2-,然后将两溶液混合;2Al+6H+=2Al3++3H2↑;2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑;Al3++3AlO2-+6 H2O=4 Al(OH)3↓.

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