铝及其化合物图像与计算

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类型三向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液至过量
1、实验现象: 3、图像
n沉淀
A
立即产生白色沉 淀—渐多---最多-渐少---消失
2、反应离子方程式 ⑴AlO2-+H++H2O =Al(OH)3↓ ⑵Al(OH)3+3H+= Al3+ +3H2O
0
1
2
3Hale Waihona Puke Baidu
4 VHCl B
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类型四.向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量
5
H2O+AlO-2+H+ 酸式电离
Al(OH)3
Al3++3OH碱式电离
6
氢氧化铝是典型的两性氢氧化物,是中学化学中 的重点内容,要切实掌握“铝三角”
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al3++4OH-=AlO2-+2H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ AlO2-+4H+=Al3++2H2O
有关图象问题:
A
B
C
D E F 2 、向 溶液中滴入 AlCl 溶液至过量。 1 3 4 5 6 7 、向用盐酸酸化的 、向盐酸中滴加 、向NaOH AlCl NaAlO AlCl33 溶液中滴加 和 中滴入盐酸至过量。 的 MgCl NaOH NaAlO AlCl 的混合溶液中滴加 溶液中滴加 NaAlO 溶液中滴加 溶液至过量。 HCl NaOH 至过 8 溶液中滴加氨水至过量。 3 2 2 3 2 2溶液至过量。 3 溶液。 量。 NaOH溶液至过量。
+ - + -
25
(2) 当 Mg2 + 、 Al3 + 刚好沉淀完全时,溶液中只有 Na2SO4,关系式 2NaOH~H2SO4 得 V(NaOH)= 100 mL×2 mol/L×2 = 400 mL。 1 mol/L (3)当所得沉淀无 Al(OH)3 时,NaOH 溶液过量,反 应后生成的溶质为 Na2SO4、NaAlO2,则根据 Na 元素守 恒有 n (NaOH)=0.45 L×1 mol/L≥0.1 L× 2 mol/L×2+ 1 0.1×(1-a)mol。解得 a≥ ,则满足此条件的 a 的取值 2 1 范围是 ≤a<1。 2 1 答案 (1)0.06 440 (2)400 (3)2≤a<1
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(考查单质铝的性质)将等物质的量的 镁和铝相混合,平均分成4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 ) A.3 mol· L-1 HCl B.4 mol· L-1 HNO3 C.8mol· L-1 NaOH D.18mol· L-1 H2SO4


在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4 都不能产生H2,加入NaOH溶液,只有Al与 之反应,加入盐酸,镁和铝都与盐酸反应生 成H2,所以生成的H2的量最多。
1、实验现象: 3、图像
n沉淀 B
无沉淀(有但即溶)-出现沉淀--渐多---最 多—沉淀不消失。
2、反应离子方程式
A
0
1
2
3
4 VNaAlO2
⑴AlO2-+4H+ =Al3+ +2H2O
⑵Al3++3AlO2-+6H2O =4Al(OH)3↓
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类型 5.明矾溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液至过量
(1)向AlCl3溶液中加入氨水 (2)向NaAlO2溶液中通入CO2 (3)向盐酸酸化的AlCl3溶液中加入NaOH溶液
(4)向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液
(5)向AlCl3和NH4Cl混合溶液中加入NaOH溶液
(6)向MgCl2和AlCl3混合溶液中先加入NaOH 溶液,后加入盐酸( NaOH和盐酸的物质的量 17 浓度相等)
(3) 图象
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类型二向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量
1、实验现象: 3、图像
n沉淀
B
无沉淀(有但即溶)-出现沉淀--渐多---最 多—沉淀不消失。
2、反应离子方程式
0
1
2
3 A
4 VAlCl3
⑴Al3++4OH-= AlO2-+2H2O ⑵Al3++ 3AlO2-+6H2O =4Al(OH)3↓
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[特别提醒]
当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的
2+ 3+ 反应顺序,如向含有H+、NH + 、 Mg 、 Al 的混合溶液 4
中逐滴加入NaOH,先与H 反应,再与Mg2 、Al3 生成
+ + +
沉淀,再与NH+ 4 反应,最后再溶解Al(OH)3沉淀。
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变式训练
现有下列几种情况,分别用哪种图象表示?
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
铝盐溶液与强碱反应 现象:立即产生白 色沉淀—渐多---最 多--渐少---消失
2、反应离子方程式 1、实验现象 3、图像
n沉淀 A
0
1
2
3
4 VNaOH B
⑴Al3++3OH-=Al(OH)3↓ ⑵Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
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6.向 Mg2 与 Al3 的酸性溶液中逐滴加入
n沉淀
0.03mol
0.01mol 0
7.5
27.5 30 VNaOH
21
课堂练习3
将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中,向反 应后的溶液中逐滴加入1mol/LNaOH溶液,产生 沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示。求: (1)盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积 不变)。 1.4 mol/L (2)合金中镁和铝的质量。 Mg:3.6g m(沉淀)/g Al:2.7g
O
B
0.58
A
10.0
30.0
C V[HCl(aq)]/ml
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四、有关计算
①根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量

二者反应产物Al(OH)3能和强碱继续反应,其计算规律如下:
当n(OH-)≤3n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=1∕3n(OH-) 当3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)时,n[Al(OH)3] =4n(Al3+)-n(OH-) 当n(OH-)≥4n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=0,无沉淀
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
△ 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
通电
2Al2O3(熔融)= 4Al+3O2↑
4
小结:铝及其化合物的转化关系 Al
O2
Al2O3
加 热
AlO2

Al(OH)3
Al3+
7
三、有关氢氧化铝的图象
类型一: 铝盐溶液和碱(弱碱和强碱)的反应
Al3++3NH3· H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
n沉淀
铝盐溶液与弱碱反应
现象:立即产生白色沉淀—渐多 ---最多---沉淀不消失
3
n
NH3 .H2O
8
现象:无沉淀—出现白 色沉淀---渐多---最多 ----沉淀不消失
9
24
解析
(1) 由图象可知 V1 mL NaOH 溶液是与过量
H2SO4 反应的,则与 Mg、Al 反应的 H2SO4 为:0.2 mol- 1 0.16 mol× =0.12 mol,设 0.1 mol 的 Mg、Al 混合物中 2 Mg、Al 的物质的量分别为 x、y。则有方程组: x+y=0.1 mol x=0.06 mol 解得 x+1.5y=0.12 mol y=0.04 mol 当加入 V2 mL NaOH 溶液时,得到 Mg(OH)2 沉淀和 NaAlO2,关系式为:Mg2 ~2OH ,Al3 ~4OH 得 V2= 0.06×2 mol+0.04×4 mol 160 mL+ ×103mL/L=440 mL。 1 mol/L
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+ 2+ 3+ 例 4 某无色溶液中,已知含有 H 、 Mg 、 Al 课堂练习1
等阳离子,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 用下图表示,则下列图中正确的是( )
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解析
与 OH-反应的能力应是 H+>Al3+>Mg2+(同
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思维拓展
把 NaOH、MgCl2、AlCl3 三种固体组成的混合物溶于 足量水后,产生 0.58g白色沉淀,再向所得悬浊液中 逐滴加入 0.5mol/L HCl 溶液,加入 HCl 溶液的体积与 生成沉淀的关系如下图所示。试回答: (1)混合物中各物质的物 m(沉淀)/g 质的量: NaOH是 0.065 mol, AlCl3是 0.01 mol, MgCl2是 0.01 mol。 (2)C点所加的盐酸的体 积是 130 ml。
从铝土矿中提取铝 工艺流程 (1)原料:铝土矿(主要成分Al2O3,含
Fe2O3、SiO2等杂质) (2)方法:酸溶法、碱溶法 (3)工艺流程图
3
酸溶法:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O
+ +
强碱溶液 (1)现象:无明显现象―→出现沉淀―→渐 多―→最多―→减少―→不变 (2)反应 O―→ A: H + OH ===H2O A―→B: Al3 + 3OH ===Al(OH)3↓
+ - + -
Mg2++ 2OH- ===Mg(OH)2↓ B―→ C:Al(OH)3+ OH- ===AlO- 2 + 2H2O
(1)现象:先有白色沉淀生成,然后部分沉淀溶解。 (2)有关反应: O―→A : 2KAl(SO4)2 + 3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+ 3BaSO4↓+K2SO4 A―→B : 2Al(OH)3 + K2SO4 + Ba(OH)2===BaSO4↓ +2KAlO2+4H2O (3)图象
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③根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量
30
④根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量
HCl的量 当HCl不足时 n(HCl)
n(HCl)=n[Al(OH)3] n(HCl)=n(AlO)+3{n(AlO2)- 当HCl过量时 n[Al(OH)3]}=4n(AlO2)-3n[Al(OH)3]
100
700 800
V[NaOH(aq)]/mL
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即时巩固 2 将 0.1 mol 的镁、铝混合物溶 于 100 mL 2 mol/L 的 H2SO4 溶液中, 然后再 滴加 1 mol/L 的 NaOH 溶液。请回答:
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(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 变化的关系如上图所示。当 V1 =160 mL 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 0.1 mol,其中 Mg 粉的物质的量分 数为 a ,用 100 mL 2 mol/L 的 H2SO4 溶解此混合物后, 再加入 450 mL 1 mol/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________。
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②根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量
NaOH的量 n(NaOH)
当NaOH不足时
当NaOH过量时
n(NaOH)=3n[Al(OH)3] n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)- n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]
当n(Al3+) >3n[Al(OH)3] 分上述二种情况讨论



铝及其化合物
热点知识剖析 铝作为典型两性金属元素的代表,它的单
质及其化合物知识一直是高考考查的热点, 特别是Al3+和AlO-2的性质问题,在离子共 存、离子方程式和物质鉴别等方面出现的 几率较大,另外在推断、计算和实验等试 题中也会涉及铝及其化合物知识的应用。 在复习中要以Al及其对应Al2O3、Al(OH)3 的两性,Al3+与Al(OH)3及NaAlO2相互转 化为重点,注意由于反应物的物质的量不 同引起的产物、反应现象不同的问题。
浓度下)。 此题解法为化学问题形象数学化(量化)。 注意: Al3+——Al(OH)3——AlO- 2 图形是非等腰三角形。
答案
B
20
课堂练习2
向30 mL 某浓度的AlCl3溶液中逐渐加入浓 度为4 mol/L的NaOH溶液,产生沉淀与加入 NaOH溶液体积的关系如图所示。若产生0.78g 白色沉淀,则加入的溶液的体积可能为(BD) A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL
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