2019版高考化学一轮复习 全国卷热考微专题(5)数形结合思想突破“铝三角”的图象与计算问题学案

全国卷热考微专题(5)数形结合思想突破“铝三角”的图象与计算问

题

1．Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间的转化关系

写出实现上述各步转化的离子方程式。

答案：(1) ①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4

②Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓

③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓

(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

(3)Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O

(4)AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O

(5)①AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3

②AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

(6)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O

2．四个基本图象

(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象：

(1)向AlCl 3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO 2溶液至过量，图象如图1所示。 (2)向NaAlO 2溶液中逐滴加入AlCl 3溶液或通入CO 2至过量，图象如图2所示。 (3)向MgCl 2、AlCl 3和盐酸的混合溶液(即将Mg 、Al 溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH 溶液至过量，图象如图3所示。

(4)向MgCl 2、AlCl 3混合溶液中先加入NaOH 溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。

4．可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 (1)求产物Al(OH)3的量。

①当n (OH －)≤3n (Al 3＋)时，n [Al(OH)3]＝13n (OH －

)；

②当3n (Al 3＋

)＜n (OH －

)＜4n (Al 3＋

)时，

n [Al(OH)3]＝4n (Al 3＋)－n (OH －)；

③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。

(2)求反应物碱的量。

①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；

②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：

n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。

将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示：

则下列说法不正确的是( )

A．镁和铝的总质量为9 g

B．最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸

C．硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L－1

D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L

解析：由图象知，n[Mg(OH)2]＝0.15 mol，n[Al(OH)3]＝0.35 mol－0.15 mol＝0.2 mol，则m(Mg)＝0.15 mol×24 g/ mol＝3.6 g，m(Al)＝0.2 mol×27 g/ mol＝5.4 g，所以，镁和铝的总质量为9 g；由图象知，最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸；当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有Na2SO4，则有n(Na＋)＝2n(SO2－4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，所

以，硫酸的物质的量浓度为5 mol·L－1×0.2 L

2×0.2 L

＝2.5 mol·L－1；0.15 mol的Mg生成的氢气

在标准状况下的体积为3.36 L，0.2 mol的Al生成的氢气在标准状况下的体积为6.72 L，所以镁和铝混合物生成的氢气在标准状况下的体积为10.08 L，故选D项。

答案：D

[方法指导] 解答“铝三角”图象题的四步骤

1．首先明确纵、横坐标的含义。

2．理解关键点(起点、拐点、最高点、终点)和曲线变化(上升、下降)的意义。

3．联系铝及其化合物的转化关系方程式准确分析溶液的成分。

4．灵活利用质量守恒、电子守恒、电荷守恒进行简化计算。

1．某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋三种阳离子，逐滴加入NaOH溶液，则消耗NaOH溶液体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系可用下列图象表示，其中正确的是

( )

解析：向含有H＋、Mg2＋、Al3＋三种阳离子的溶液中逐滴加入NaOH溶液时，首先应中和溶液中的H＋，然后才能与Mg2＋、Al3＋产生沉淀，因此开始一段时间内没有沉淀生成，C错误；随着NaOH的增多，Mg2＋、Al3＋均转化为沉淀，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3沉淀被NaOH溶解，最后只剩余Mg(OH)2沉淀，此时沉淀的量不再改变，A、D错误，B正确。

答案：B

2．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加混合，由图中判断错误的是( )

A．①线表示Al3＋物质的量的变化

B．x表示AlCl3的物质的量

C．③线表示Al(OH)3物质的量的变化

D．④线表示AlO－2物质的量的变化

解析：往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH －===AlO－

x表示NaOH的量，①表示Al3＋物质的量的变化，④表示AlO－2物2＋2H2O，此时图象中

质的量的变化，②、③表示Al(OH)3物质的量的变化。往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3时发生如下反应：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O，3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，此过程与图象表示的不相符。

答案：B

3．向0.1 L浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH和NaAlO2混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸。下列图象正确的是( )

解析：往混合液中滴加盐酸，NaOH首先反应，然后NaAlO2与HCl反应产生Al(OH)3，最后Al(OH)3溶解变为AlCl3，有关方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，NaAlO2＋HCl＋