铝及其化合物的图像题
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识破“四点”是解答镁、铝图像题的关键镁、铝及其化合物的图像题类型多,涵盖的知识丰富,对思维能力的要求高,有一定难度。
解题的关键是要读懂图像,尤其是要识破图像中四个基本点原点、拐点、极值点、终点,通过这些点与数,点与形的分析运算,得出四个基本点,所对应数据的含义和所发生的化学反应以及元素存在的形式,再综合运用元素守恒法和综态分析法,就可得出正确答案。
一、镁、铝单质图像题例1.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100ml2mol/lh2so4溶液中,然后再滴加1 mol/l naoh溶液。
请回答:(1)若在滴加naoh溶液的过程中,沉淀质量m随加入naoh溶液的体积v变化如下图所示。
当v1=160ml时,则金属粉末中n(mg)=mol,v2= ml。
(2)若在滴加naoh溶液过程中,欲使mg2+、al3+刚好沉淀完全,则滴入naoh溶液的体积v(naoh) ml。
(3)若混合物仍为0.1mol,其中mg粉的物质的量分数为a,用100ml 2 mol/l的硫酸溶解该混合物后,再加入450ml 1mol/l 的naoh溶液,所得沉淀中无al(oh)3。
满足此条件的a的取值范围是:。
解析:首先分析出图像中的原点、拐点、极值点、终点及其含义。
原点o为过量的h2so4、mgso4、al2(so4)3的混合溶液;a点既是拐点,也是极值点,其含义为溶液的mg2+、al3+刚好完全沉淀,生成mg(oh)2、al(oh)3;b点也为拐点,其含义为生成的al(oh)3沉淀刚好完全溶解,生成naalo2,但mg(oh)2并不发生变化。
(1)由图像可知:v1ml的naoh溶液是与过量h2so4反应的,则与mg、al反应的为h2so4:0.2mol—0.16mol×=0.12mol。
假设mg、al物质的量分别为x mol、y mol,则有方程组:①x+y=0.1mol,②x+ =0.12mol,解得:x=0.06mol,y=0.04mol。
△ 点燃△ 铝 及 其 化 合 物一、铝得结构:1、原子结构示意图:2、周期表中位置:第三周期ⅢA族镁原子核外有三个电子,在化学反应中,容易失去最外层得三个电子,显+3价。
二、铝单质得性质1、物理性质:银白色金属,硬度与密度小,具有良好得导电导热性与延展性。
在空气中具有很好得耐腐蚀性。
2、化学性质:(1)与非金属单质反应:A 、2Al+3Cl 2====2Al Cl 3B 、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。
4A l+3O 2 ========= 2Al 2O 3思考:在金属活泼性顺序中铝排在铁得前面,那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢?铝与空气中得氧气反应生成致密得氧化膜并牢固地覆盖在铝表面,阻止了内部得铝与空气接触。
(2)与盐溶液反应:2A l+3CuSO 4 =3Cu +Al 2(SO 4)3(3)与某些氧化物反应—铝热反应:2Al + F e2O 3 == 2Fe + Al 2O3铝热剂[现象]:发出耀眼得光芒、放出大量得热、有熔融物生成。
[试一试]:写出Al 分别与M nO2 、V 2O5 得反应方程式(4)与沸水微弱反应:2Al+6H 2O ========= 2A l(OH)3 + 3H 2↑(5)与酸反应::2A l+6HCl ====== 2AlCl 3+H2↑2A l+3H 2S O4 ====== Al 2(SO 4)3+ 3H 2↑注意:铝在冷得浓硫酸、浓硝酸中钝化。
某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密得氧化膜,从而阻止内部金属进一步发生反应,这种现象称为钝化。
(6)与碱反应:2Al+2NaOH +2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑ 反应得实质:分两步进行:(2)A l(OH)3+NaOH ======== NaAl O2+2H 2O化合价降低,被还原,得6e —(1)化合价升高,被氧化,失6e —+4H 2O—得6×e —三、铝得重要化合物1、氧化铝(Al2O3)(1)物理性质:白色固体、熔点高(2054℃) 、不溶于水,不与水化合。
第2讲 铝及其重要化合物[考纲要求] 理解铝及其重要化合物的主要性质和应用。
1.铝的结构和存有铝位于元素周期表第三周期ⅢA 族,原子结构示意图为。
铝元素在地壳中含量丰富,仅次于硅。
自然界中的铝全部以化合态存有。
2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和传热性等,密度较小,质地柔软。
3.金属铝的化学性质写出图中相关反应的化学方程式或离子方程式:①Al O2⎪⎪⎪⎪――→ 常温 形成致密的氧化膜――→ 点燃 4Al +3O2=====点燃2Al2O3②2Al +3Cl2=====点燃2AlCl3 ③Al 酸⎪⎪⎪⎪――→氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化――→非氧化性酸2Al +6HCl===2AlCl3+3H2↑④2Al +2NaOH +2H2O===2NaAlO2+3H2↑⑤2Al +Fe2O3=====高温Al2O3+2Fe(铝热反应)4铝 镁 与非金属反应能被Cl2、O2氧化 2Mg +O2=====点燃2MgO 3Mg +N2=====点燃Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与沸水反应Mg +2H2O=====△Mg(OH)2+H2↑与碱反应能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧:2Mg +CO2=====点燃2MgO +C5.铝的用途纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
深度思考1.铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能? 答案 铝在常温下迅速被氧气氧化,形成一层致密的氧化膜,保护铝不再被氧化,因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。
2.金属铝是活泼的金属,能与酸反应,为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?答案 常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜),阻止反应继续实行。
3.实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3?用离子方程式说明原因。
铝及其化合物一、铝1、物理性质:2、铝的结构:铝的原子结构示意图:周期表中位置:铝的电子式:铝的化合价:铝的化学性质:3、化学性质:(1)与非金属单质反应(O2、Cl2、S):、、(2)与沸水微弱反应:(3)与某些金属氧化物反应(铝热反应):(Fe2O3、MnO2等)、(4)与酸反应:(HCl、H2SO4等):、注意:铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中。
(5)与碱反应:反应步骤及方程式:、用双线桥表示出电子转移情况:总反应方程式及离子方程式:、二、铝的重要化合物1、氧化铝(Al2O3)(1)物理性质:。
常作耐火材料。
刚玉的主要成分是Al2O3,其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。
(2)化学性质:①工业制铝:②与酸反应:③与碱反应:既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫。
2、氢氧化铝[Al(OH)3](1)物理性质:氢氧化铝是白色胶状物质,不溶于水,有强的,可以吸附水中的悬浮物和各种色素。
(2)化学性质:①不稳定性:这是工业上制取纯净氧化铝的方法。
②与酸反应:③与碱反应:注意:(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱;作为酸时是一元酸(HAlO2)。
(2)氢氧化铝与酸碱反应时,弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。
三、铝氢氧化物沉淀的图象氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。
[图中横坐标为加入试剂的体积](1)图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液反应离子方程式:A~B段:B~C段:(2)图为向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液反应离子方程式:A~B段: B~C段:(3)图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A~B段B~C段:C~D段:(4)图为向盐酸中加入NaAlO2溶液A~B段:B~C段:(5)图为向NaAlO2溶液中加入盐酸A~B段:B~C段:(6)图为向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液A~B段:例题:将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中,然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定,产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。
目夺市安危阳光实验学校第二节铝及其重要化合物题号 1 2 3 4 5 5-1 6 6-1 7 8答案一、单项选择题1.铝是一种低毒金属元素,它并非人体需要的微量元素,不会导致急性中毒,但食品中铝的含量超过国家就会对人体造成危害。
下列关于铝元素的说法正确的是( )A.铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B.氢氧化铝可与胃酸反应,常用作中和胃酸的药物C.明矾可用于饮用水的杀菌消毒D.硫酸铝铵常用作面粉膨化剂,该物质不溶于水解析:铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜,A错误;Al(OH)3能与盐酸反应,可做胃药(胃舒平的主要成分即为其),B正确;明矾溶于水生成Al(OH)3胶体,具有吸附杂质的性能,通常用作净水剂,但不能用于杀菌消毒,C错误;铵盐都溶于水,D错误。
答案:B2.下列有关反应现象的描述错误的是( )A.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光B.蘸有NaCl的铂丝在酒精灯上灼烧,火焰为黄色C.铝箔在空气中加热失去光泽,但熔化的铝并不滴落D.将一小块钠投入到盛有乙醇的烧杯中,钠漂浮在液面上,熔成小球,四处游动解析:镁在空气中燃烧反应为2Mg+O2=====点燃2MgO,现象为发出耀眼的白光,A正确;钠元素的焰色反应为黄色,B正确;因为Al在加热时生成的是Al2O3,且Al2O3的熔点比Al的熔点高,所以熔化的铝并不滴落,C正确;钠密度大于乙醇,不会浮在液面上,且钠与乙醇反应不太剧烈,不能熔成小球,D错误。
答案:D3.下列关于铝的叙述中正确的是( )A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高B.由于铝的导电性比铜、银都强,所以常用其制造电线、电缆C.由于铝具有强还原性,所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属D.常温下,由于铝与浓硫酸钝化时不反应,所以可用铝制槽车运送浓硫酸解析:合金的熔点比成分金属低,A错误;导电性Ag>Cu>Al,但从价格上考虑,一般选择Al制造电线、电缆,B错误;可用铝热反应冶炼Cr、Mn、Fe、W等高熔点,活泼性比Al弱的金属,C正确;常温下铝被浓硫酸钝化,发生了化学反应,D错误。
精心整理铝及其化合物的图像题1、在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比(D)A.6∶1B.3∶1C.2∶1 D.1∶22、(2011·桂林摸底)下列图象正确的是()解析:H+与Al3+不反应,A错;H+与AlO能反应,当Al(OH)3最多时,AlO最少,D错;OH-能与Al3+反应,当Al 3+最少时,Al(OH)3最多,当Al(OH)3最少时,AlO最多,且Al3+、Al(OH)3、AlO的物质的量的最大值相等,B符合上述量值特点而C不符合.答案:B3、(2011·青岛一模)把一块镁铝合金投入到1mol·L-1盐酸中,待合金完全溶解后,再往溶液里加入1mol·L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图所示.下列说法中错误的是()A.盐酸的体积为80mLB.a的取值范围为0<a<50C.n(Mg2+)<0.025molD.当a值为30时,b值为0.01解析:从开始到沉淀量最大的过程中,涉及的反应有Mg+2H+===Mg2++H2↑、2Al+6H+===2Al3++3H2↑、H++OH-===H2O、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓,此时消耗的NaOH的物质的量等于HCl的总量,A正确;80mL~90mL的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,故形成Al(OH)3沉淀消耗NaOH的体积是30mL,所以a<50,B项正确;从题图来看,若a=0,则Mg2+的最大值是0.025mol,而a≠0,故C正确;当a为30时,得到Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的物质的量均为0.01mol,共0.02mol,D项不正确.答案:D4.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液至过量,表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是()解析:此过程中发生的反应:Al(NO 3)3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaNO 3,Mg(NO 3)2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaNO 3,Al(OH)3+NaOH===NaAlO 2+2H 2O.开始时沉淀逐渐增多,达最大值后,Al(OH)3溶解,沉淀又逐渐减少,因Mg(OH)2不溶于NaOH 溶液,所以最后沉淀量保持不变.答案:C5.将物质X 逐渐加入(或通入)Y 溶液中,生成沉淀的量与加入X 的物质的量关系如图所示,符合图示情况的是( )析:A 项生成沉淀解和溶解沉淀消耗的CO 2的物质的量相等;B 项沉淀生成与溶解消耗盐酸量的比例为1∶3,D 项开始无沉淀,后来才产生沉淀.答案:C6.研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时,使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果.下列表达不.正确的是( ) A .密闭容器中CuO 和C 高温反应的气体产物:B .Fe 在Cl 2中的燃烧产物:C .AlCl 3溶液中滴加NaOH 后铝的存在形式:D .氨水与SO 2反应后溶液中的铵盐:解析:CuO +CCu +CO ↑,2CuO +C2Cu +CO 2↑,≤1,产物为CO ;≥2,产物为CO 2;1<<2,产物为CO 和CO 2,A 正确.Fe 在Cl 2中燃烧只有一种产物FeCl 3,B 错.Al 3++3OH -===Al(OH)3↓,Al 3++4OH -===AlO +2H 2O ,<3,铝元素以Al 3+和Al(OH)3的形式存在;=3,则以Al(OH)3的形式存在;3<<4,以AlO 和Al(OH)3的形式存在;≥4.只以AlO 的形式存在,C 正确.NH 3·H 2O +SO 2===NH 4HSO 3,2NH 3·H 2O +SO 2===(NH 4)2SO 3+H 2O ,≤1,生成NH 4HSO 3;1<<2,产物为NH 4HSO 3与(NH 4)2SO 3的混合物;≥2,只生成(NH 4)2SO 3,D 正确.答案:BA B C D XCO 2 HCl NaOH AlCl 3 Y Ca(OH)2 NaAlO 2 AlCl 3 NaOH7.(2011·徐州第二次质量调研)在200mL含Mg2+、Al3+、NH、H+、Cl-等离子的溶液中,逐滴加入5mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示:下列叙述正确的是()A.x与y的差值为0.01molB.原溶液中c(Cl-)=0.75mol·L-1C.原溶液的pH=1D.原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=5∶2解析:剖析图象容易求得:原200mL溶液中含20mmolH+(由横坐标0~4段求得,依据是H++OH-===H2O);含10mmolAl3+(只能由横坐标33~35段求得,依据是Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O);含50mmolMg2+[在Al3+已求得的基础上,联合横坐标4~30段求得,依据是Al3++3OH -===Al(OH)3↓以及Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓];含15mmolNH(由横坐标30~33段求得,依据是NH+OH-===NH3↑+H2O);含165mmolCl-(结合上述已经推得的各种数据,由溶液电中性原则求得).因此,A、C正确.B错误,c(Cl-)=0.825mol·L-1.D错误,所求的比值应为5∶1.答案:AC8.(2011·石家庄质检一)下列图象表示Al3+与AlO物质的量变化的曲线,实线表示Al3+,虚线表示AlO,其中正确的是()解析:据离子方程式:Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O中的对应关系可知B正确,A错误.由离子方程式:AlO+H++H2O===Al(OH)3↓及Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O可知C、D均错误.答案:B9.将Na2O2逐渐加入到含有Al3+、Mg2+、NH的混合液中并微热,产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示,则原混合液中Al3+、Mg2+、NH的物质的量分别是() A.2mol、3mol、8mol B.3mol、2mol、8molC.2mol、3mol、4mol D.3mol、2mol、4mol解析:反应中生成的沉淀有Mg(OH)2、Al(OH)3,生成的气体有NH3和O2.由纵坐标及曲线n(沉淀)可知:n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=3mol,n(Al3+)=n[Al(OH)3]=2mol,产物中n(气体)在加入n(Na2O2)=8mol前、后是两条斜率不同的直线.所以加入8molNa2O2前放出气体为O2和NH3的混合气,之后仅放出O2,由8molNa2O2与H2O反应可放出4molO2可知放出n(NH3)=8mol-4mol=4mol=n(NH).答案:C10.向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2mol·L-1NaOH溶液时,得到Al(OH)3的质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如下图所示,试回答下列问题:(1)图中A点表示的意义是________________________________________________,(2)图中B点表示的意义是_________________________________________________,(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_________________________________________________________________________________________________________,(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH溶液的体积为________.解析:由图可知:随着NaOH溶液的加入,AlCl3溶液中发生Al3+―→Al(OH)3―→AlO的转化.故A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值,B点表示Al(OH)3完全溶解,涉及的离子反应为:Al3++3OH -===Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O总的离子反应方程式为:Al3++4OH-===AlO+2H2O要生成0.39 gAl(OH)3沉淀时有两种情况:①AlCl3过量,此时n[Al(OH)3]=n(OH-),即:=×2mol·L-1×V×10-3L·mL-1解得V=7.5mL②当NaOH相对过量时,NaOH使Al3+全部生成Al(OH)3后,又使沉淀部分溶解,此时n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-),即:=4×-2mol·L-1×V′×10-3L·mL-1解得V′=17.5mL.答案:(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值(2)Al(OH)3沉淀完全溶解(3)Al3++4OH-===AlO+2H2O(4)7.5mL或17.5mL11.把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物,溶于足量水中后有0.58g白色沉淀生成,在所得的浑浊液中,逐滴加入0.5mol/L盐酸,加入盐酸的体积(V)与生成沉淀的质量(W)关系如图所示:(1)混合物中NaOH的质量为______________,混合物中AlCl3的质量为________________,混合物中MgCl2的质量为______________.(2)P点表示盐酸的体积是________.)=n(HCl)+2n m(NaOH)=(2)P[答案]。