生成Al(OH)3图象及计算
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金属铝的计算例题解析知识点1:方法技巧类题型一:利用极值法解题对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数。
【例1】镁铝的合金mg,与足量的盐酸反应,产生的氢气在标准状况下的体积为11.2L,则m的值不可能为()A.9.5B.10.5C.11.5D.12.5【难度】★【答案】D【解析】假设1:mg金属是镁的混合物,在根据氢气的体积得到镁的质量:m=12g假设2:mg金属是铝的混合物,在根据氢气的体积得到铝的质量:m=9g所以m的范围为9g~12g。
变式1:将5.6g铁粉与另一种金属的混合物跟足量的盐酸反应,标准状况下生成氢气2.2L,则另一种金属可能是()A.Al B.Mg C.Ca D.Zn【难度】★【答案】D【解析】假设1:5.6g全部为铁,则生成气体的体积为2.24L。
假设2:5.6g全部为选项中的金属,Al:6.96L Mg:5.22L Zn:1.96L钙会与水反应。
变式2:由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L,则混和物中一定含有的金属()A.锌B.铝C.铁D.镁【难度】★【答案】B【解析】10g金属混合物与足量盐酸反应生成0.5mol的氢气。
A.锌若是10g锌,产生氢气:0.156molB.铝若是10g铝,产生氢气:0.56molC.铁若是10g铁,产生氢气:0.179molD.镁若是10g镁,产生氢气:0.42mol要使产生氢气的量为0.5mol,则肯定含有铝,因为只有10g铝产生的氢气超过0.5mol。
变式3:下列各组金属混合物的质量相同,它们分别跟足量的盐酸反应,在相同的条件下产生的氢气体积也相同,则其中锌的含量最多的是()A.锌和铁B.锌和铝C.锌和镁D.锌和钠【难度】★★【答案】A【解析】设金属混合无的质量为1g,运用极值法的思想。
生成Al(OH)3图象及计算重点内容讲解:四、生成Al(OH)3的图象(1)NH3·H2O滴入AlCl3溶液中Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(2)CO2通入NaAlO2溶液中2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- (CO2不足)或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- (CO2过量)(3)NaOH滴入AlCl3溶液中Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(4)AlCl3滴入NaOH溶液中Al3++4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓(5)HCl滴入NaAlO2溶液中AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O(6)NaAlO2溶液滴入HCl中AlO2-+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓五、离子共存及鉴别1.离子共存:a.Al3+只存在于酸性溶液中,在碱性溶液中不存在。
例:Al3+与OH-不能共存;Al3+与某些显碱性的强碱弱酸盐也不能共存,如Al3+与AlO、CO、HCO、S2-等不能共存。
b.AlO只存在于碱性溶液中,在酸性溶液中不能共存。
∴AlO与H+不能共存;AlO与某些盐的离子也不能共存,如AlO与Al3+、NH等不能共存。
2.离子鉴别:Al3+鉴别:加入NaOH溶液,产生白色沉淀,加入过量NaOH,白色沉淀消失,即证明原溶液中含Al3+。
AlO鉴别:加入HCl,产生白色沉淀,加入过量HCl,白色沉淀消失,即证明原溶液中含AlO。
例题分析:1、把x溶液(或气体)慢慢加入(或通入)到一定量的y溶液中,产生的沉淀量与加入x物质的量的关系如图所示,符合图中曲线的是()A、x为CO2,y为Ca(OH)2B、x为NH3·H2O,y为AlCl3C、x为NaOH,y为AlCl3D、x为HCl,y为NaAlO2答案:D分析:CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀,继续通CO2沉淀溶解而生成Ca(HCO3)2溶液。
第二讲铝三角及其图像【相互转化】①A l3+AlO2-②④③⑤⑥Al(OH)3【图像分析】(1) 向Al3+的溶液中加入强碱(OH―)现象:先出现白色溶液后消失方程式:Al3++3OH―==A l(O H)3↓A l(O H)3+OH―==AlO2―+H2O 图像:(2) 向强碱溶液中加入Al3+现象:先没有沉淀后出现并不消失方程式:Al3++4OH―==AlO2―+2H2O3AlO2―+Al3++6H2O==4A l(O H)3↓图像:(3) 向AlO2―溶液中加入H+现象:先生成白色沉淀,然后白色沉淀逐渐溶解。
方程式:AlO2―+H++H2O==A l(O H)3↓A l(O H)3+3H+==Al3++3H2O图像:(4) 向H+溶液中加入AlO2―现象:开始生成的白色沉淀振荡后消失,随后生成的白色沉淀不溶解方程式:AlO2―+4H+==Al3++2H2O3AlO2―+Al3++6H2O==4A l(O H)3↓图像:作业:例1、有一定质量的Mg、Al 合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸溶液中,合金全部溶液,向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液到过量,生成沉淀的质量与加入NaOH 溶液的体积关系如图所示,求(1) 原合金中Mg、Al的质量各是多少?(2) HCl的浓度是多少?解:(1) 设原合金中Mg的质量为X,Al的质量为yMg -----M g(O H)2Al-----A l(O H)324 58 27 78x 11.6 y 19.4-11.6==7.8x=4.8 g y == 2.7 g(2) 当沉淀达到最大值时,则n(HCl)==n(NaOH)则c(HCl)== 5*160/100= 8 mol/L[点击试题]1、0.1molAl2(SO4)3跟2mol/L NaOH溶液350mL混合,所得沉淀的质量为( )A.78gB.15.6gC.7.8gD.3.9g2.向10mL 0.2mol/L的AlCl3溶液中,逐滴加入未知浓度的Ba(OH)2溶液,测得滴加15mL 和45mL时,所得沉淀同样多,求Ba(OH)2溶液的物质的量浓度。
∙氢氧化铝的性质:∙不溶于水的白色胶状物质;能凝聚水中的悬浮物,可用作净水剂、可治疗胃酸过多、作糖的脱色剂等;既能与酸反应,又能与碱反应。
(1)与酸反应:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O(2)与碱反应:Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O∙∙氢氧化铝的性质:∙1.氢氧化铝是一种白色不溶于水的胶状沉淀,它能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。
2.氢氧化铝既能与强酸反应也能与强碱反应,是两性氢氧化物。
3.氢氧化铝是医用的胃酸中和剂的一种,它的碱性不强,不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用,但却可以与酸反应,是胃液酸度降低,起到中和过多胃酸的作用。
4.氢氧化铝受热是分解成氧化铝和水。
2Al(OH)3=(加热)=Al2O3+3H2O∙氢氧化铝的制备:∙实验室制法:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==(NH4)2SO4+Al(OH)3↓其他制法:①AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-②2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-④3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3↓例题:用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是甲:乙:丙:若要得到等量的Al(OH)3,则( B )A.三者消耗的原料相同B.甲消耗的原料的总物质的量最多C.乙消耗的原料的总物质的量最少D.丙消耗的原料的总物质的量最多∙∙有关Al(OH)3的计算及图象分析:∙解答有关Al(OH)3的图象和计算问题要注意以下三点:(1)“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。
(2)铝元素的存在形式。
(3)图象分析时:首先要看清横、纵坐标的含义,其次要对图象进行全面的分析,尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。
1、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算反应关系如下:(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解)分析以上三个化学反应方程式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为:当≤3时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)当≥4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=0当3<<4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)2、有关Al(OH)3的图像分析①向溶液中滴加溶液O~A段:A~B段:②向强碱溶液中滴入铝盐溶液O~A段:A~B段:③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液A. 向铝盐中滴加氨水时,当氨水增加到时,产生最大沉淀量B. 向氨水中滴加铝盐溶液时,开始时氨水过量,如图所示分析得:氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
生成Al(OH)3图象及计算
生成Al(OH)3的图象
(1)NH3·H2O滴入AlCl3溶液中
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(2)CO2通入NaAlO2溶液中
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- (CO2不足)
或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- (CO2过量)
(3)NaOH滴入AlCl3溶液中
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(4)AlCl3滴入NaOH溶液中
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓
(5)HCl滴入NaAlO2溶液中
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(6)NaAlO2溶液滴入HCl中
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
例题分析:
1、把x溶液(或气体)慢慢加入(或通入)到一定量的y溶液中,产生的沉淀量与加入x物质的量的关系如图所示,符合图中曲线的是()
A、x为CO2,y为Ca(OH)2
B、x为NH3·H2O,y为AlCl3
C、x为NaOH,y为AlCl3
D、x为HCl,y为NaAlO2
答案:D
分析:CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀,继续通CO2沉淀溶解而生成
Ca(HCO3)2溶液。
氨水加入AlCl3溶液产生沉淀,但过量不溶,离子方程式为:
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀,继续加入沉淀溶解生成偏铝酸盐。
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
盐酸加入到NaAlO2溶液中,先生成Al(OH)3沉淀,继续加入沉淀溶解生成三价铝盐。
HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
观察化学方程式的系数,从定量角度分析,只有(D)答案符合题意。
3、向20mL,2mol/LAlCl3溶液中加入30mLNaOH溶液,充分反应后得到0.78g沉淀,由此可知NaOH溶液的物质的量浓度应该是()
A、1mol/L
B、2mol/L
C、5mol/L
D、8mol/L
分析:
向AlCl3溶液中加入NaOH溶液,产生Al(OH)3沉淀0.78g,有两种可能:一种可能是AlCl3过量,0.78g沉淀是由适量的NaOH与AlCl3反应生成;另一种可能是NaOH过量,0.78g沉淀是由适量的AlCl3与NaOH反应生成的最大沉淀量和过量的NaOH使沉淀的溶解量两者之差。
(1)NaOH适量时:
根据:
Al3+~~3OH-~~Al(OH)3
3 1
x=0.03
c(NaOH)=
(2)NaOH过量时:
根据:
Al3+~~3OH-~~Al(OH)3 Al(OH)3~~
OH-~~AlO
1 3 1 1 1
y=0.12 z=0.04 0.04-0.01=0.03 A=0.03 ∴共消耗NaOH为:0.12+0.03=0.15(mol)
∴c(NaOH)=
∴答案:AC
[参考练习]
1.向含amol AlCl3的溶液中加入含bmol KOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是下列中的()
①amol ②bmol ③a/3mol ④b/3mol ⑤0mol ⑥(4a-b)mol
(A)全部
(B)除了②
(C)只有①②⑤⑥
(D)只有②③④⑤
2.铝粉与过氧化钠混合物放入烧杯中加足量水,当反应停止后,变成澄清溶液,测得混合液总质量减少了3.5g。
向所得澄清溶液中滴加3.5mol/L盐酸200mL,开始澄清溶液无明显现象,后出现白色沉淀,最后又恰好溶解。
求原混合物中铝和过氧化钠的质量。
3.某学生在实验室做5个实验:
(1)在铝盐溶液中逐滴加入稀氨水直至过量。
(2)在明矾溶液中加入NaOH溶液直至过量。
(3)在强碱溶液中逐滴加入铝盐溶液直至过量。
(4)在偏铝酸钠溶液中通入CO2直至过量。
(5)在强酸性溶液中加入偏铝酸钠直至过量。
根据以上实验画出图中的5种图象(纵坐标为沉淀物质的量,横坐标为溶液中加入物质的物质的量)。
实验与图象对应关系正确的是()
(A)①和(a)
(B)②和(b)
(C)③和(e)
(D)④和(d)
(E)⑤和(c)
6.把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量的水中后,有0.58克白色沉淀,在所得浊液中逐滴加入0.5mol/L盐酸,加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示:
求:
①混合物中的NaOH质量是多少克?
②混合物中AlCl3质量是多少克?
③混合物中MgCl2质量是多少克?
④P点所表示的盐酸的体积是多少毫升?
答案:
1.(B)
2. 铝:2.7g;过氧化钠:15.6g
3.(C)
4.Mg2++2OH-=Mg(OH)2 Al3++4OH-=AlO+2H2O
H++OH-=H2O AlCl3:0.2mol MgCl2:0.1mol NaOH:1.1mol 5. (D)
6.①2.6克②1.335克③0.95克④130毫升。