Question

下面是以鋁屑為原料制備Al(OH)₃的三種實驗設計方案：

方案一：用稀硫酸跟鋁屑反應，使鋁轉化成Al³⁺的溶液，再用NaOH溶液使Al(OH)₃沉淀析出。

方案二：將鋁屑與NaOH溶液反應，再用稀硫酸中和過量的堿液，與[Al(OH)₄]^－反應以得到Al(OH)₃。

方案三：用鋁屑分別與稀硫酸和濃NaOH溶液反應，然后將得到的鹽溶液混合過濾，再將得到的沉淀洗滌，即可得到Al(OH)₃。

綜合比較以上三種實驗設計方案，你認為哪種方案最好？

Answer 1

方案三最節約藥品，可回收副產品Na₂SO₄，從操作要求看，也最簡單，故方案三最好。

解析:

因為Al(OH)₃回溶于過量的NaOH溶液，所以方案一用NaOH溶液沉淀Al³⁺，終點不宜控制。應用氨水沉淀Al³⁺。方案二在用稀硫酸中和過量的堿液，與[Al(OH)₄]^－反應的同時，過量的酸也可使Al(OH)₃溶解，終點也不好控制。應改為向NaAlO₂溶液中通入足量CO₂氣體。方案三中發生反應的離子方程式為：2Al＋6H^＋＝2Al³⁺＋3H₂↑  2Al＋2OH^－＋6H₂O＝2[Al(OH)₄]^－＋3H₂↑  Al³⁺＋3[Al(OH)₄]^－＝4Al(OH)₃↓

因此，每生1molAl(OH)₃，方案一、方案二、方案三消耗H^＋或OH^－的物質的量分別是3mol、1mol、3/4mol。綜合分析，方案三為最佳。