Question

藥物胃舒平的主要成分是氫氧化鋁，其可以治療胃酸過多．某課外小組用鋁、稀鹽酸、燒堿為原料，制備一定的量的氫氧化鋁．
（1）甲同學(xué)配制實(shí)驗(yàn)中所需要的2mol/LNaOH溶液450mL，填空并請(qǐng)回答下列問題：

應(yīng)稱量NaOH的質(zhì)量/g	應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格/mL	除容量瓶外還需要的其它儀器

玻璃棒在實(shí)驗(yàn)中一般有如下三種用途：攪拌、引流和蘸取溶液，下列實(shí)驗(yàn)中至少用到其中兩個(gè)用途的是

 

（填數(shù)字編號(hào)）．
①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液        ②硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測(cè)定
③用硫酸銅和氫氧化鈉制取氧化銅      ④分離氯化鈉與硝酸鉀混合物
⑤測(cè)定溶液的pH                     ⑥濃鹽酸與濃氨水相遇發(fā)煙
（2）乙同學(xué)使用VL HCl（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）溶于500ml水形成稀鹽酸，該鹽酸的密度為ρg/cm³，則該鹽酸的濃度約為

 

（3）請(qǐng)用原料設(shè)計(jì)一種最節(jié)約藥品的方案去制備少量氫氧化鋁，并寫出有關(guān)化學(xué)方程式

 

、

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：溶液的配制,鎂、鋁的重要化合物

專題：實(shí)驗(yàn)題,元素及其化合物

分析：（1）根據(jù)操作步驟選取實(shí)驗(yàn)儀器，根據(jù)m=cvM計(jì)算所需氫氧化鈉的質(zhì)量；從每種操作過程、所用儀器及作用來分析玻璃棒的作用；
（2）計(jì)算HCl的質(zhì)量以及水的質(zhì)量，可知溶液的質(zhì)量，根據(jù)密度計(jì)算溶液的體積，根據(jù)氣體的體積可計(jì)算氣體的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算溶液的物質(zhì)的量濃度；
（3）制備氫氧化鋁有三種方案，，對(duì)比反應(yīng)方程式找出最佳方案．

解答： 解：（1）容量瓶規(guī)格沒有450mL，只能選用500mL容量瓶，m=cvM=2mol/L×0.5L×40g/mol=40.0g，配制步驟有計(jì)算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解（可用量筒量取水），冷卻后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、筒量、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，除容量瓶外，配制上述氯化鉀溶液需要用到的是：托盤天平、藥匙、燒杯、筒量、玻璃棒、膠頭滴管；
①配制一定濃度的溶液中，溶解或稀釋溶液，用玻璃棒進(jìn)行攪拌；轉(zhuǎn)移溶液，用玻璃棒進(jìn)行引流，用到了兩個(gè)用途，故①正確；
②硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測(cè)定，只用了玻璃棒攪拌功能，故②不符合；
③需現(xiàn)過濾制取氫氧化銅，再灼燒制取氧化銅，過濾用到了玻璃棒引流作用，灼燒起攪拌作用，故③符合；
④分離氯化鈉與硝酸鉀混合物，需溶解和過濾操作，溶解時(shí)玻璃棒起攪拌，過濾時(shí)引流，故④符合；
⑤測(cè)定溶液的pH，使用玻璃棒蘸取待測(cè)液，使用了一個(gè)用途，故⑤不符合；
⑥濃鹽酸與濃氨水相遇發(fā)煙，只使用了蘸取的用途，故⑥不符合；
故答案為：40；500；托盤天平、藥匙、燒杯、筒量、玻璃棒、膠頭滴管；①③④；
（2）依題意可得，氣體HCl的質(zhì)量m（HCl）=n（HCl）×M（HCl）=

V

22.4

×36.5，
所用水的質(zhì)量m（H₂O）=ρ（H₂O）×V（H₂O）=1g/mL×500mL=500g，
所得溶液質(zhì)量m[HCl（aq）]=

V

22.4

×36.5+500g，
所得溶液體積V[HCl（aq）]=

m[(HCl)(aq)]

ρ[HCl(aq)]

=

V 22.4 ×36.5+500g

1000ρ

，
所得鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c（HCl）=

n(HCl)

V[HCl(aq)]

=

1000ρv

36.5V+11200

，
故答案為：

1000ρv

36.5V+11200

；
（3）都生成1molAl（OH）₃時(shí)，由反應(yīng)方程式可知
方案①中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
               3   1           1     3        1
即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗3molH⁺、3molOH^-，
方案②中：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，
           1    1           1            1       1      1
即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗1molH⁺、1molOH^-，
方案③中：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
             

3

4

  

1

4

              

3

4

         

3

4

           

1

4

   

3

4

         1
即生成1molAl（OH）₃時(shí)，消耗

3

4

molH⁺、

3

4

molOH^-，
顯然方案③最好，藥品用量少，操作最為簡(jiǎn)單，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．

點(diǎn)評(píng)：本題考查一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算、氫氧化鋁的制備，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式來分析設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，注重節(jié)約能源、原料易得、環(huán)保等問題來分析．