Question

药物胃舒平的主要成分是氢氧化铝，其可以治疗胃酸过多．某课外小组用铝、稀盐酸、烧碱为原料，制备一定的量的氢氧化铝．
（1）甲同学配制实验中所需要的2mol/LNaOH溶液450mL，填空并请回答下列问题：

应称量NaOH的质量/g	应选用容量瓶的规格/mL	除容量瓶外还需要的其它仪器

玻璃棒在实验中一般有如下三种用途：搅拌、引流和蘸取溶液，下列实验中至少用到其中两个用途的是

 

（填数字编号）．
①配制一定物质的量浓度的溶液        ②硫酸铜晶体结晶水含量的测定
③用硫酸铜和氢氧化钠制取氧化铜      ④分离氯化钠与硝酸钾混合物
⑤测定溶液的pH                     ⑥浓盐酸与浓氨水相遇发烟
（2）乙同学使用VL HCl（标准状况下测定）溶于500ml水形成稀盐酸，该盐酸的密度为ρg/cm³，则该盐酸的浓度约为

 

（3）请用原料设计一种最节约药品的方案去制备少量氢氧化铝，并写出有关化学方程式

 

、

 

、

 

．

Answer 1

考点：溶液的配制,镁、铝的重要化合物

专题：实验题,元素及其化合物

分析：（1）根据操作步骤选取实验仪器，根据m=cvM计算所需氢氧化钠的质量；从每种操作过程、所用仪器及作用来分析玻璃棒的作用；
（2）计算HCl的质量以及水的质量，可知溶液的质量，根据密度计算溶液的体积，根据气体的体积可计算气体的物质的量，进而计算溶液的物质的量浓度；
（3）制备氢氧化铝有三种方案，，对比反应方程式找出最佳方案．

解答： 解：（1）容量瓶规格没有450mL，只能选用500mL容量瓶，m=cvM=2mol/L×0.5L×40g/mol=40.0g，配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解（可用量筒量取水），冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、筒量、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，除容量瓶外，配制上述氯化钾溶液需要用到的是：托盘天平、药匙、烧杯、筒量、玻璃棒、胶头滴管；
①配制一定浓度的溶液中，溶解或稀释溶液，用玻璃棒进行搅拌；转移溶液，用玻璃棒进行引流，用到了两个用途，故①正确；
②硫酸铜晶体结晶水含量的测定，只用了玻璃棒搅拌功能，故②不符合；
③需现过滤制取氢氧化铜，再灼烧制取氧化铜，过滤用到了玻璃棒引流作用，灼烧起搅拌作用，故③符合；
④分离氯化钠与硝酸钾混合物，需溶解和过滤操作，溶解时玻璃棒起搅拌，过滤时引流，故④符合；
⑤测定溶液的pH，使用玻璃棒蘸取待测液，使用了一个用途，故⑤不符合；
⑥浓盐酸与浓氨水相遇发烟，只使用了蘸取的用途，故⑥不符合；
故答案为：40；500；托盘天平、药匙、烧杯、筒量、玻璃棒、胶头滴管；①③④；
（2）依题意可得，气体HCl的质量m（HCl）=n（HCl）×M（HCl）=

V

22.4

×36.5，
所用水的质量m（H₂O）=ρ（H₂O）×V（H₂O）=1g/mL×500mL=500g，
所得溶液质量m[HCl（aq）]=

V

22.4

×36.5+500g，
所得溶液体积V[HCl（aq）]=

m[(HCl)(aq)]

ρ[HCl(aq)]

=

V 22.4 ×36.5+500g

1000ρ

，
所得盐酸中溶质的物质的量浓度c（HCl）=

n(HCl)

V[HCl(aq)]

=

1000ρv

36.5V+11200

，
故答案为：

1000ρv

36.5V+11200

；
（3）都生成1molAl（OH）₃时，由反应方程式可知
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时，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时，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时，消耗

3

4

molH⁺、

3

4

molOH^-，
显然方案③最好，药品用量少，操作最为简单，
故答案为：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑、2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑、Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al（OH）₃↓．

点评：本题考查一定物质的量浓度溶液的配制、物质的量浓度的计算、氢氧化铝的制备，学生应学会根据化学反应方程式来分析设计方案的优劣，注重节约能源、原料易得、环保等问题来分析．