铝及其化合物的计算题
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铝和它的化合物间的转化关系及计算铝是典型的两性元素,al(oh)3是常见的两性氢氧化物。
在做铝及其化合物转化关系的计算题时,往往涉及相关图象,那么看懂图象则是解此类试题的关键。
识图一般进行“四看”:一看横、纵坐标表达的物理量;二看线的走向、变化的趋势;三看关键的点(如转折点、交点等);四看定量图象中有关量的多少。
除此以外,还应明确溶液中离子间的优先反应顺序,特别是铵根离子和弱碱金属阳离子(fe2+、fe3+、cu2+、mg2+、al3+、ag+、zn2+、be+)组成的溶液与强碱溶液混合。
氢氧根离子优先与弱碱金属阳离子反应生成难溶于水的弱碱,然后是铵根离子和剩余的氢氧根离子反应,生成氨水或放出氨气,最后才轮到具有两性的氢氧化物如al(oh)3与过量的氢氧根离子作用,导致所得沉淀溶解。
例1.在向硫酸铝铵浓溶液中加入浓氢氧化钠溶液的过程中,产生的现象有:a.溶液中出现白色沉淀;b.有刺激性气味的气体放出;c.白色沉淀量逐渐增多;d.白色沉淀完全消失;e.白色沉淀逐渐减少。
请指出以上各种现象由先到后出现的正确顺序是 a c b e d。
解析:铝离子优先和氢氧根离子反应,生成氢氧化铝白色胶状沉淀直到沉淀完全;剩余的氢氧根离子再与铵根离子反应生成氨水或放出氨气;最后是氢氧化铝遇强碱逐渐溶解并彻底消失的过程。
例2.向100ml,3mol/l硫酸铝铵[nh4al(so4)2]溶液中逐滴加入1mol/lba(oh)2溶液。
写出当刚好出现沉淀的总物质的量为最大值时离子方程式(用一个式子表示):。
随着ba(oh)2溶液的体积v的变化,沉淀总物质的量n的变化如图所示。
写出b点和c点所对应的ba(oh)2溶液的体积:b. ;c. 。
解析:氢氧根离子优先与铝离子反应生成白色胶状沉淀al(oh)3;多余的氢氧根离子再先与铵根离子作用生成氨水或放出氨气,最后是al(oh)3沉淀逐渐溶解直至消失。
从图示看出,反应分为三个阶段进行:oa段:所加ba(oh)2溶液少量,无氨水生成,离子方程式为:3ba2++6oh-+2al3++3so42-=3baso4↓+2al(oh)3↓总反应方程式:2nh4al(so4)2+3ba(oh)2==3baso4↓+2al(oh)3↓+(nh4)2so4ob段:所加ba(oh)2溶液少量,但有氨水生成,离子方程式为:2ba2++4oh-+nh4++al3-+2so42-==2baso4↓+al(oh)3↓+nh3·h2o 总反应方程式:nh4al(so4)2+2ba(oh)2==2baso4↓+al(oh)3↓+nh3·h2o,此时刚好出现沉淀的总物质的量为最大值。
铝及其化合物练习题及答案【典型例题】类型一:铝与NaOH溶液的反应例题1 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2,则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g【答案】A【解析】2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑由反应方程式可知,若在等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝,反应时产生H2的体积之比1∶3,现在产生H2的体积之比为1∶2,说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的,对于NaOH来说是不足量的,所以与盐酸反应的铝粉质量为2.7 g,与NaOH 反应的铝粉质量为5.4 g。
【总结升华】因为铝与NaOH溶液反应是一个较为特殊的反应,所以当铝与NaOH溶液在同一题目中出现时,往往要用到2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑这一关系来解。
举一反三:【变式1】取两份等质量的铝粉,分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应,在相同情况下产生的气体体积之比是()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶2【答案】A【变式2】下列关于金属元素特征的叙述正确的是()(1)金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性;(2)金属元素在化合物中只显正价;(3)金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱;(4)价电子越多的金属原子金属性越强;(5)离子化合物一定含金属元素A、(1)(2)(3)B、(2)(3)C、(1)(4)(5)D、全部【答案】B【解析】(1)对于变价金属中,较低价态的金属离子既有氧化性,又有还原性,如Fe2+。
(2)金属元素的原子只具有还原性,故在化合物中只显正价。
(4)金属性的强弱要看失电子的难易。
(5)离子化合物不一定含金属元素,如NH4Cl。
类型二:Al2O3、Al(OH)3的性质与制法例题2 既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是()①Al ②NaHCO3③Al2O3④Mg(OH)2⑤Al(OH)3A.①②③⑤B.①④⑤C.②③⑤D.①③④【答案】C【解析】注意审题,题目要求是“化合物”,防止错选A。
铝及其化合物1.化学性质 铝及化合物的相互转化关系①②③④⑤⑥⑦⑧⑨Al Al 2O 3 Al(OH)3 AlCl 3NaAlO 2⑩(1)和氧气反应。
铝极易和氧气发生反应,生成一层致密的氧化膜。
这层氧化膜保护里边的金属不易和氧气反应而被腐蚀。
铝和氧气反应的化学方程式为223432Al O Al O +加热或点燃。
加热铝箔实验时,融化的铝并不滴落,原因是Al 2O 3薄膜将熔化的Al 承接住了,这个实验也说明氧化铝的熔点比铝高。
(2)铝也能和其他非金属反应,写出下列反应方程式:①铝在氯气中燃烧23232Al Cl AlCl +点燃;②铝粉和硫粉混合加热2323Al S Al S +点燃。
(2)和酸反应。
写出下列反应方程式和对应的离子方程式:①HCl 反应:化学反应方程式322623Al HCl AlCl H ++=↑,离子反应方程式322623Al H Al H +++=+↑②H 2SO 4反应:化学反应方程式242432232()3Al H SO Al SO H +=+↑,离子反应方程式322623Al H Al H +++=+↑;(3)和NaOH 溶液反应:化学反应方程式22222223Al NaOH H O NaAlO H ++=+↑,离子反应方程式22222223Al OH H O AlO H --++=+↑。
等质量的铝粉分别和足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生的氢气相等,等浓度等体积的盐酸和氢氧化钠溶液和足量的铝粉反应,产生的氢气NaOH 的多。
(4)铝和盐溶液的反应。
写出下列反应方程式和对应的离子方程式:铝投入硫酸铜溶液中:化学反应方程式4243233()Al CuSO Cu Al SO +=+,离子反应方程式232332Al CuCu Al +++=+; (5)铝热剂的反应。
写出下列反应方程式:①铝粉和四氧化三铁粉末混合加热34238349Al Fe O Al O Fe ++高温;②铝粉和三氧化二铬粉末混合加热232322Al Cr O Al O Cr ++高温。
铝及其化合物——习题课一、铝与盐酸(或硫酸)、NaOH 溶液的反应例1、等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5∶6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( )A 、甲、乙中都是铝过量B 、甲中铝过量、乙中碱过量C 、甲中酸过量、乙中铝过量D 、甲中酸过量、乙中碱过量思考:上题中参加反应的硫酸与氢氧化钠的物质的量之比为 。
若硫酸、氢氧化钠溶液的浓度均为100mL 2mol/L ,则加入的铝粉的质量为 。
二、典型图像问题1、向AlCl 3溶液中滴加氨水至过量2、向氨水中滴加AlCl 3溶液至过量 化学方程式: 化学方程式: 离子方程式: 离子方程式:n (NH 3H 2O )n (沉淀)n (3)n (沉淀)3、向AlCl 3溶液中滴加NaOH 溶液至过量4、向NaOH 溶液中滴加AlCl 3溶液至过量 离子方程式:离子方程式:n (NaOH )n (沉淀)n (沉淀)n (AlCl 3)5、向NaAlO 2溶液中滴加盐酸至过量6、向盐酸中滴加NaAlO 2溶液至过量 离子方程式: 离子方程式:n (沉淀)n (3)n (沉淀)n (NaAlO 2)7、向NaAlO 2溶液中逐渐通入CO 2至过量 离子方程式:8、向含H ╋、Al 3╋、Mg 2╋、NH 4╋的溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量 离子方程式:9、向含1molKAl(SO 4)2的溶液中逐滴加入Ba (OH )2溶液n (沉淀)0m (沉淀)n[Ba (OH )2]n[Ba (OH )2]【针对训练】1、等质量的两份铝粉分别与足量的氢氧化钠溶液和稀硫酸反应,若消耗两溶液的体积相等,则两溶液的物n (沉淀)n (2)n (沉淀)n (NaOH )质的量浓度之比是()A.1∶2 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶12、把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42━全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是( ) A.Al3╋B.Al(OH)3C.AlO2━D.Al3╋和Al(OH)33、在前一种分散系中慢慢滴加后一种试剂,能观察到先生成沉淀后变澄清的是( )①氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液②偏铝酸钠溶液中加盐酸③氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液④氯化铝溶液中滴加氨水⑤氢氧化铁胶体中滴加硫酸A.①②⑤B.②③⑤C.①②D.③④⑤4、有一镁铝合金,用过量稀硫酸完全溶解,再加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的质量与加入氢氧化钠的体积关系如图所示,原合金中镁铝的质量比为()A.4∶3 B.4∶9C.8∶9 D.20∶275、向a mL 0.25 mol/L AlCl3溶液中加入单质钠,完全反应后恰好只生成NaCl和NaAlO2溶液,则加入的Na的物质的量为()A.2.5a×10━4 mol B.5.0a×10━4 mol C.7.5a×10━4 mol D.a×10━3 mol6、有镁、铝混合粉末10.2 g,将它溶于500 mL 4 mol/L的盐酸中,若要使沉淀质量达到最大值,则需加入2 mol/L的氢氧化钠溶液的体积为( )A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL7、向盛有0.2mol/L 50mL的明矾溶液中,慢慢加入0.1mol/L的氢氧化钡溶液,生成的沉淀随着加入氢氧化钡溶液体积的变化而变化的图像如下,当产生的沉淀量达到B点时,改为加0.5mol/L的盐酸,沉淀量又发生变化(虚线部分)。
考点一铝、镁的性质及应用知识梳理1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA族,原子结构示意图为。
铝是地壳中含量最多的金属元素。
自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
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、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。
3.金属铝的化学性质(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应(2)与某些金属氧化物反应(铝热反应)(3)与酸反应(注意钝化)(4)与强碱(NaOH溶液等)的反应:4.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。
【基础练习】1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()(3)Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3()(4)冶炼铝时常用焦炭作还原剂()(5)1mol Al与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同()(6)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐()题组一对比掌握铝、镁的性质1.镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。
工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,有下列气体:①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2,其中可作为冷却气体的是A.①和②B.②和③C.③和④D.④和⑤2.下列关于铝单质的叙述中正确的是A.由于铝在空气中不会锈蚀,所以铝制品的使用寿命都很长B.由于铝具有强还原性,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C.常温下,铝被浓硫酸钝化,所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D.由于铝的导电性能比铜强,所以常用铝制造电线、电缆题组二铝与酸或碱反应的计算3.(2016·河北衡水中学高三模拟)将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是A.3mol/L HClB.4mol/L HNO3C.8mol/L NaOHD.18mol/LH2SO44.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是________。
铝及其化合物的化学方程式和离子方程式—、铝占馋1、铝在氧气中燃烧:4A]4-30.=2AL03占燃2、铝在氯气中燃烧:2Al + 3CL===2dlCh△3、铝和硫共热:2AH-3S^^A12S34、铝与稀硫酸反应:2A1 + 3H2SO1^=A12(SO1)3 +3H2 t2A1+6H =^2A1'"+3H, t5、铝和氢氧化钠溶液反应:2A1+2NaOH+2FL0^=2NaA10>+3H> t2A1+20H +2H20^=2A10> +3H2 t△6、铝和浓硫酸共热:2A]+6H$0------------ A12(S0I)3 +3S02 f +6H,0△7、铝和浓硝酸共热:A1+6ID0:---------- \ 1(70山+3NO2 f+3比0△A】+6H'+3N0j A L+3N02 t +3H208、铝和稀硝酸反应:A14-4HNO;,^=A1(NQ03 +N0 t +2110A1+4H' +N0J =A134+NO t +21L08、铝和硝酸银溶液反应:Al+3AgNO3^Al(NO3)3 +3AgAl + 3Ag*:^=^Al3l+3Ag9、铝与硫酸铜溶液反应:2A1+3C U S0I=A12(S01)3+3C U2A1 + 3Cu24 =2;\134 + 3Cu高温10.铝和氧化轶高温下反应:2A1 + Fe.0. m A12O3+2Fe11.铝和四氧化三铁高温共热:8A1 -F3Fe:!Op=S^=4Al2O i4-9Fe12.铝和氧化铜高温共热:2A1 + 3Cu0=^=A 120:1+3Cu百日13.铝和二氧化猛高温共热:4A1 + 3Mn0;.——^-2Al203+3Mn二.氧化铝1、氧化铝与稀硫酸反应:A1A+3H2SO1=^A12(S0<)3 +3HQAI2O3+6H'^=2A1"+3H42、氧化铝与氢氧化钠溶液反应:Al203+2Na0H^=2NaA102+H20AI2O3+2OH ^=2A102 +H,03、电解氧化铝的熔融液:2AL0尸世蟹=4A1+3O, t冰晶石三、氢氧化铝1、氢氧化铝与稀硫酸反应:2A1(OH)3 4-3H2S01=^.\l2(S0,)3 +6H2OAl (OH)3 +3H '^=AL+3He2、氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应:A1(OH)3 +Na0H=XaA102+2H20Al (OH)3 +0H ^=A102 +2H2O△3、加热氢氧化铝:2Al(0H)3^^A12(h+3H20四、硫酸铝1、硫酸铝溶液与氯化领溶液混合:A12(SO I):I +3BaCL^=2AlCh+3BaS0, ISO,2 +Ba24=BaS01 I2、硫酸铝的水溶液呈酸性:A12(S0I)2A1 (OH)3 +3昭0(A]”+3H20=^Al(0H)3 +3H*3、硫酸铝溶液中加入少量的氢氧化钠溶液:Ah (SO.) 3 +6NaOH^=:3Na2SO1+2Al (0H)3 IA严+ 30H =A1 (OH) 3 I4、向硫酸铝溶液中加足量的氢氧化钠溶液:A12 (SOJ 3 + 8NaOH =2NaA 10,+3血$0,+4IL0Al34+40H =^M0> +2比05、向硫酸铝溶液中加入少量的氢氧化规溶液:A12(S0i)3 +3Ba(0H)2 =^2.41 (OH)3 I +3BaS0< I2AF+3S03+3Ba^+60H :^2A1(OH)3 I +3BaS0, I6、向硫酸铝溶液中加入足量的氢氧化顿溶液:A12(S0C)3+4B S(0H)2 ^=Ba(A10>)2 +3BaS0< I +4HQ2Al“+3S0f +3Ba2l+80H ^=2A10, +3BaS0i I +4出07,向明矶溶液中加入少量的氢氧化领溶液:3Ba(0H)2 +2KA1(SO,)2 ^=2Al(0H):l I +3BsS0i I +K$Oi3B『'+60H +2AV+3S0; ^=3BaS0:!+2A1(0H)J I8,向明矶溶液中加入足量的氢氧化领溶液:KAI (SO,)2 +2Ba(0H)2 =KA102+2BaS0i I +2出0Al"+2SOf +2Ba2l+40H =A102 +2BaS0i 丨+2FLO9,向硫酸铝溶液中加入氨水:Al2(S0<)3 +6NH3• H2O^=2A1 (OH)3 I +3(NH,)2SO:A严+ 3N£ • H2O^=A1 (OH)3 I +3NH「10,向硫酸铝溶液中加入碳酸钠溶液:Al2(S0:)3 +3Na2C03+3H20^=2Al (0H)3 I +3Na2SOt + 3CO2 t2A134 +3C0?" +3H2O^=2A1 (OH) 3 1 +3C0? t11>向硫酸铝溶液中加入碳酸氢钠溶液:Al2(S0:)3 +6NaHC03=2Al(0H)3 I +3Na2SO1+6CO2 tA134+3HCO S ^^M(0H)3 I +3C0, t12.向硫酸铝溶液中加入硫化钠溶液:Al2(S0;)3 +3Na2S+6H>0=^2Al(0H)3 I +3Na2SO t+3H2S t2A134+3S2 +6H20^=2Al(0H)3 I +3H2S t13、向硫酸铝溶液中加入硫氢化钠溶液:)3 +6NaHS4-61l20^=2Al (OH)a I +3血$0」+6}1$ tA12(S0SA134-F3HS +3H20^=Al(0H)3 丨+3FLS t14.向硫酸铝溶液中加入硅酸钠溶液:A]2(S0I)3 +3Na?SiO3+6H£^=2Al(OH)3 I +3Na2SO»+3ILSiO3 I 2A131 +3SiO? +6H2O^=2A1 (0H)a I +3H$i()3 I15.向硫酸铝溶液中加入偏铝酸钠溶液:Al2(S0t)3 +6Na/M0>+ 12H20^=3Na2S0i+8Al (OH)3 IAf u+A10> +6H4^=1A1(OH)3 I五、偏铝酸钠1、偏铝酸钠溶液呈琥性:NaA102+2H20^=^AI(0H)3 +NaOHA102 +2H.0^=^Al(0H)3 +0H2、偏铝酸钠溶液滴入少量盐酸:NaA10>+HCl+H20^=Al (OH)3 I +NaClA102+H I+H>0^=A1(0H)3 I3、向偏铝酸钠溶液加入足量盐酸:NaA102+4HCl^^aCl+AlC13+2H20AIO2 +41f ^=A134+2FLO4、向偏铝酸钠溶液通入少量二氧化碳气体:2NaA10>+C02+3H20^=2Al (OH) 3 I +M12CO32A102 +CO>+3H20^=2/\1(OH)3 I +COj-5、向偏铝酸钠溶液通入足量二氧化碳气体:Na2\lO2+CO2+2H2O^=Al (OH)3 +NaHC03A102 +CO2+2ILO^=iU(OH)3 +HCO36、向偏铝酸钠溶液中加入硫酸铝溶液:Al2(S0t)3 +6NaA102+ 12H2O^=3Na2SO t+8Al (OH)3 IA13I+A1O2 +6H4^=4A1(OH)3 I 7、向偏铝酸钠溶液中加入氯化铁溶液:NaA10>+NH4Cl+H20^=Al (0H)3 !+%C1+NH J tAIO2 -bNH l,+H2O^=Al(OH)3 I +NHa t8、向偏铝酸钠溶液中加入氯化铁溶液:3NaAlO>+FeCl34-6H20^=3Al (OH)3 I +Fe(0H)3 I +3NaCl3A10? +Fe'+ + 6Hm^=3Al(0H)j I +Fe(OH)a I 欢迎您的下载,资料仅供参考!。
铝的计算专题类型一:铝盐加碱的计算1、AlCl3溶液中逐渐加NaOH溶液:图象离子方程式:(1)(2)分析:(1)(2)(3)(4)例1、向30毫升1mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液,若产生0.78克白色沉淀,则加入的溶液的体积可能为()A. 3mLB. 7.5mLC. 15mLD. 27.5mL练习、向含有a molAlCl3的溶液中加入含b molNaOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是①a mol ②b mol ③a /3mol ④b/3mol ⑤0 mol ⑥(4a -b)molA.①②④⑤⑥B.①③④⑤⑥C.①②③⑤⑥D.①③⑤类型二:铝盐、镁盐等混合物加碱的计算例2、在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。
经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
则:(1)写出代表各线段发生反应的离子方程式:OD段,CD段。
(2)原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为。
(3)图中C点表示当加入mol NaOH时,Al3+已经,Mg2+已经。
(4)图中线段OA:AB= 。
练习:将一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的HCl中,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5mol/L的NaOH溶液至过量,生成的沉淀质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图所示。
求:(1)原合金中Mg、Al质量各多少克。
(2)HCl物质的量浓度。
类型三:铝宫计算技巧---电荷守恒例3、向100mL 0.1mol/L的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,当滴加碱液800mL时,恰好完全反应得到澄清的溶液,求NaOH溶液的物质的量浓度。
例4、在NaAlO2溶液中,通入amolHCl气体,生成bmol沉淀后,又通入c mol HCl气体时,沉淀恰好溶解,则原NaAlO2溶液中含NaAlO2的物质的量是()A、(a+b)/4molB、(a+c)/4molC、(3a+c)/4molD、cmol或b/3mol练1、在200mL氯化镁和氯化铝的混合液中,Mg2+的物质的量浓度为0.2mol/L,Cl-的物质的量浓度为1.3 mol/L。
巧解铝及其化合物的计算题
铝及其化合物的计算是考查学生各种能力的重要题型,在高考及竞赛中频频出现,因此如何快速而准确解答这类题非常重要,现将几种巧算方法介绍如下:
一、公式法
铝及其化合物常见题型的计算公式如下:
I. 与NaOH反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
II. 与强酸()反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
III. 的混合溶液与反应时,求的物质的量。
若与的反应关系如下图,则
①
②
IV. 明矾溶液与溶液反应生成沉淀的质量。
①当时,;
②当时,;
③当时,。
例1:将100mL 氯化铝溶液跟苛性钠溶液混合后,得到
沉淀,此时消耗苛性钠溶液的体积是()
A. 250mL
B. 375mL
C. 475mL
D. 500mL
解析:由I中公式①可得:
由I中公式②可得:。
选B、C项。
例2:将铝溶解于100mL 溶液中,然后向所得溶液中加入
的盐酸,最后可得沉淀多少克?
解析:2.7g铝溶于100mL 溶液中生成,余NaOH
,加入盐酸时,NaOH需消耗盐酸0.2 mol。
生成沉淀的质量是由0.1 mol 和0.2 mol盐酸反应而得到的。
根据II中公式②可得:
例3:把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中,然后向其中滴入溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。
求:(1)镁铝合金的质量组成。
(2)盐酸的物质的量浓度。
(3)B点沉淀的质量。
解析:由II中的公式①和②可得:
(1)
(2)因溶解Mg、Al消耗的与完全沉淀消耗的的物质的量相同,故:
(3)B点处,m(沉淀)
例4:向a L物质的量浓度为的明矾溶液中逐滴加
入b L物质的量浓度为的溶液时,①当b满足________时,沉淀的总物质的量为最大值;当b满足________时,沉淀的总质量为最大值。
②当
,时,生成沉淀的质量为多少克?
解析:①根据化学方程式
和可知:向明矾中加,当沉淀完全时,生成沉淀的物质的量最大,此时,则;当
沉淀完全时,沉淀质量最大,此时,即。
②根据IV中公式②可得:
二、守恒法
根据化学反应中的质量守恒,电荷守恒,得失电子守恒等,可简化铝的有关计算。
例5:准确称取6g铝土矿样品(含)放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入的NaOH溶液,产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如下图所示。
请回答:
(1)硫酸的物质的量浓度为_______________。
(2)若a=2.3,用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是_________mL,铝土
矿中各组成成分的质量分数:为_________,为_________,为_________。
(3)a值的范围应是_________,在这个范围内,a值越大,_________的质量分数越小。
解析:(1)加入35mL NaOH时,沉淀最多,溶液为溶液,根据电荷守恒有,又根据元素守恒有。
解得
(2)沉淀所耗的量是使溶解所耗的3倍,即沉淀所耗NaOH溶液为;消耗NaOH溶液的体积为。
(3)由,设剩余0.9g全部为或,采用极值法不难求出a值的范围为:;a值越大,的质量分数越小。
三、对比法
对比法是根据题给数据,对比分析出有关物质和过量物质,然后再求解答案。
例6:现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是溶液和NaOH溶液。
现做如下实验:
①取440mL甲溶液与120mL乙溶液反应,产生1.56g沉淀。
②取120mL甲溶液与440mL乙溶液反应,产生1.56g沉淀。
③取120mL甲溶液与400mL乙溶液反应,产生3.12g沉淀。
通过必要的计算和推理判定:
(1)甲溶液为_______溶液,其物质的量浓度是_______。
(2)乙溶液为_______溶液,其物质的量浓度是_______。
解析:列表对比如下:
对比②③两组数据,甲用量相同,乙的用量②比③多而生成的沉淀反而③比②多,根据NaOH能溶解的性质,可推知甲为,乙为NaOH;再对比①②两组数据可知①组中NaOH不足量,故NaOH的物质的量为;
;②组中NaOH部分溶解,设浓度为,则有:
,。
四、比例法
比例法是利用铝及其化合物在反应过程中物质的量、质量等存在的固定比例关系来求解的方法。
例7:甲、乙两烧杯中各盛有100mL 的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中加入等质量的铝粉,反应结束后生成气体的体积比为甲:乙=1:2,则加入铝粉的质量为()
A. 5.4g
B. 3.6g
C. 2.7g
D. 1.8g
解析:铝和盐酸的反应方程式为;铝与NaOH溶液的反应方程式为,若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉,则产生的的体积比为1:3。
现在产生的气体体积比为1:2,说明铝粉的量对盐酸来说是过量的,而对NaOH是不足量的,与盐酸反应的铝粉是2.7g,与NaOH反应的铝粉应是盐酸的2倍,所以投入铝粉的质量应为5.4g。
答案为A项。