第二讲“铝三角”及其图像

第二讲铝三角及其图像
【相互转化】
①
A l3+AlO2-
②
④③⑤⑥
Al(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―+2H2O
3AlO2―+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＋+2H2O
3AlO2―+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y
Mg -----M g(O H)2Al-----A l(O H)3
24 58 27 78
x 11.6 y 19.4-11.6==7.8
x=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.78g
B.15.6g
C.7.8g
D.3.9g
2．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。

例2、将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。

请回答：
⑴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变化如右图所示。

当V1＝160mL时，
则金属粉末中n(Mg)＝mol，V2＝mL。

⑵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。

⑶若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 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：(1) n(H＋)=2*0.1*2==0.4 mol
当V1＝160mL时，中和过量H＋消耗了OH―0.16 mol
则与金属反应用去H＋0.4—0.16==0.24 mol
设Mg 的物质的量为x mol,Al的物质的量为y mol
Mg--2H＋--Mg2＋---2OH―--M g(O H)2Al---3H＋---Al3＋--3OH―-A l(O H)3
x 2x y 3y
2x+3y==0.24 x+y==0.1 解得，x==0.06 mol y= 0.04 mol
则镁的物质的量为0.06mol ，铝的物质的量为0.04mol
V2===(0.16+2*0.06+3*0.04)/1==0.44L==440 mL
(2) 当沉淀达到最大值时，则n(HCl)==n(NaOH) 则NaOH的体积为400 mL
(3) 若沉淀中无A l(O H)3则说明Al3＋全部转化为NaAlO2，则
n(NaOH)≧n(NaCl)+n(NaAlO2)==n(HCl)+n(Al3＋)
0.45≧0.4+0.1-a 解得，a≧0.05
1>a≧0.05
[点击试题］1．将溶液（或气体）X逐渐加入到（或通入到）一定量的Y
溶液中，产生沉淀的量m与加入X物质的量n的关系如下图，符合图中情况的一组物质是
2.把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中后有0.58克白色沉淀，在所得浊液中，逐滴加入0.5mol/l的盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如右图所示：
(a)混合物中NaOH的质量为，
(b)混合物中AlCl3质量为
(c)混合物中MgCl2质量为，
(d)P点表示盐酸的体积是。

将一定质量的镁铝合金全部溶解在200mL盐酸中（体积变化不计），取10mL反应后的溶
液，用1mol/LNaOH溶液滴定得下图关系
(1)求Mg、Al的质量各是多少？
(2)求盐酸的物质的量浓度为多少？
【延伸·拓展】
实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。

现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。

在反应结束后的溶液中逐滴加入4mol/L NaOH溶液，所加的NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。

⑴图中OC 段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为： ⑵在DE 段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为_________________________。

上述现象说明溶液中______离子结合OH -的能力最弱。

⑶B 与A 的差值为____________ mol 。

⑷B 对应的沉淀量为__________mol ，C 对应的溶液体积为____________mL 。

【巩固练习】
1.在10mL 含有AlO 2-离子的溶液中逐滴加入 1mol ／L 的盐酸，所得Al(OH)3沉淀质量和所加盐 酸的体积关系如图所示。

问：
(1)此溶液中同时含有____mol____离子；
(2)线段AM 表示的意义是 ， MN 表示的意义是 ； (3)点M 表示的意义是 ， 点N 表示的意义是 ； (4)C(或M)点的纵坐标为0.78，则c(AlO 2-)= ；
(5)点B 的横坐标为30，则到点N 处滴入的HCl 溶液体积为 mL 2.现有AlCl 3和FeCl 3的混合溶液，其中Al 3+和Fe 3+的物质的量之和为0.10mol ，在此溶液中加入90 m L 4.0mol/L 的NaOH 溶液，使其充分反应，设Al 3+物质的量与总物质的量的比值为x 。

(1)根据反应的化学方程式计算x =0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量是多少？
(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3的x 淀总量(mol)
随x(0 →1.0)变化的曲线。

(3)若Al3+和Fe3+的物质的量之和为Amol(A为合理值)，其它条件不变时，求沉淀中同时有Fe(OH)3、Al(OH)3的x的取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示)。