2019-2020年高中化学 第4章 系列微专题4 数形结合思想的应用——有关Al（OH）3生成与溶

第4章材料家族中的元素系列微专题4数形结合思想的应用——有关Al(OH)3生成与溶解的图像分析1．可溶性铝盐与碱反应操作现象离子方程式图像立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－无明显现象→生成白色沉淀Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓生成白色沉淀Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋42.四羟基合铝酸盐与盐酸反应操作现象离子方程式图像立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O无明显现象→产生白色沉淀→渐多[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2OAl3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓生成白色沉淀逐渐增多[Al(OH)4]－CO2===Al(OH)3↓＋HCO－33.重要提示(1)NaOH溶液和AlCl3溶液滴加顺序不同，则现象不同，可以用互滴的方法鉴别这两种溶液，同理，稀盐酸和Na[Al(OH)4]溶液也可这样鉴别。(2)向铝盐中滴强碱溶液，若已知生成的Al(OH)3沉淀的量，只要沉淀量不为最大值和零，消耗OH－的量有两种可能。①若OH－不足，消耗n(OH－)＝13n[Al(OH)3]。②若OH－足量，消耗OH－共有两步将Al3＋全部转化为Al(OH)3沉淀：Al3＋～3OH－～Al(OH)3(最大值)，再反应掉部分Al(OH)3：Al(OH)3(反应)～OH－～[Al(OH)4]－。【典例】将一定质量的镁、铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol·L－1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，求：(1)原合金中Mg、Al质量各是多少？(2)HCl的物质的量浓度。[解析](1)由图知：沉淀先生成后溶解的是Al(OH)3，质量是(19.4－11.6)g＝7.8g，即0.1mol，对应的铝也是0.1mol，质量是2.7g。11.6g沉淀为Mg(OH)2，物质的量为0.2mol，对应的镁质量是4.8g。(2)溶解金属消耗的HCl是0.1mol×3＋0.2mol×2＝0.7mol，余下的HCl消耗了20mL5mol·L－1NaOH溶液，物质的量为0.1mol，c(HCl)＝0.8mol0.1L＝8mol·L－1。[答案](1)4.8g2.7g(2)8mol·L－11．下面六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，请将图中的字母代号填入表中。溶液加入的物质字母代号①饱和石灰水通入过量CO2②AlCl3溶液通入过量NH3③MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴加入NaOH溶液至过量④AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量⑤含少量HCl的AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量[解析]①发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故沉淀生成与消失时消耗CO2的物质的量是相同的，其图像为B。②向AlCl3溶液中加入氨水只发生反应：AlCl3＋3NH3·H2O===3NH4Cl＋Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图像为C。③发生如下反应：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应使沉淀部分溶解：Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，因Mg(OH)2与碱不反应，所以沉淀不能完全消失，因此其对应图像为A。④发生如下反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。反应现象为先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1，故其对应图像为E。⑤反应如下：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。此时优先发生的是酸碱中和反应，故开始时无沉淀产生，后续反应与上述④中相同，故其图像为F。[答案]BCAEF2．向含有H＋、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Cl－的溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的NaOH溶液，请从下图中画出生成沉淀质量和加入NaOH溶液的体积之间关系的图像。[解析]先后依次发生的反应：H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓和Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、NH＋4＋OH－NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。[答案]方法技巧：H＋、NH＋4、Al3＋、Mg2＋结合OH－的能力：H＋Al3＋Mg2＋NH＋4。