微专题12 铝三角及其转化关系-备战2022年高考化学考点微专题(解析版).doc
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1、微专题12 铝三角及其转化关系1Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系实现上述各步转化的离子方程式:(1)Al33NH3·H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O2与Al(OH)3沉淀生成有关的图象分析(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象(从上述转化关系中选择符合图象变化的离子方程式,下同)。操
2、作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象方程式序号AB:(1)BD:(6)AB:(3)BC:(1)(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象。操作偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象方程式序号AB:(5)BC:(2)AB:(4)BC:(1)3.可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量当n(OH)3n(Al3)时,nAl(OH)3n(OH);当3n(Al
3、3)n(OH)4n(Al3)时,nAl(OH)34n(Al3)n(OH);当n(OH)4n(Al3)时,nAl(OH)30,无沉淀。(2)求反应物碱的量若碱不足(Al3未完全沉淀),n(OH)3nAl(OH)3;4向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 mol),逐滴加入NaOH溶液,沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图象如下。(假设Mg2、Al3结合OH能力相同)分析图象的变化情况,依次写出各阶段的离子方程式:(1)OA:_。(2)AB:_。(3)BC:_。(4)CD:_。【答案】(1)HOH=H2O(2)Al33OH=Al(OH)3,Mg22OH=Mg(OH)2(
4、3)NHOH=NH3·H2O(4)Al(OH)3OH=AlO2H2O5向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 mol),逐滴加入HCl溶液,产生沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图象如下:分析图象的变化情况,写出各阶段的离子方程式:(1)OA:_。(2)AB:_。(3)BC:_。(4)CD:_。【答案】(1)OHH=H2O(2)AlOHH2O=Al(OH)3(3)COH=HCO,HCOH=CO2H2O(4)Al(OH)33H=Al33H2O6与Al3、AlO有关的离子反应的一般规律(1)当溶液中有多种离子时,要考虑离子之间的反应顺序,如向含有H、NH、Mg2、Al3
5、的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,OH先与H反应,再与Mg2、Al3反应生成沉淀,再与NH反应,最后才溶解Al(OH)3沉淀。(2)AlO与HCO的反应不属于水解相互促进的反应,而是HCO电离出的H与AlO发生反应:AlOHCOH2O=Al(OH)3CO。 【典例精析】1向0.1 L浓度均为0.1 mol·L1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()【答案】B【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,有关化学方程式为NaOHHCl=NaClH2O,NaAlO2
6、HClH2O=Al(OH)3NaCl,Al(OH)33HCl=AlCl33H2O,结合数值关系,可知B正确。2Al3、AlO形成Al(OH)3图像的综合分析如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A.线表示Al3的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.线表示AlO的物质的量的变化【答案】选B。【解析】AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式:向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液,开始有沉淀生成后沉淀溶解,且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为31,显然符合题意,则x表示NaOH的
7、物质的量,B项错误;另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液,开始没有沉淀,后有沉淀生成,与本题图示情况不符。【专题精练】1向含Al2(SO4)3 和 AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至过量,加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图,下列说法不正确的是A图中A点生成的沉淀是BaSO4和Al(OH)3B原混合液中cAl2(SO4)3:c(AlCl3)=1:1CAB段反应的离子方程式为:Al3+3OH-=Al(OH)3D向D点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀【答案】B【分析】向含Al2(SO4)3 和 AlCl3的混合溶液
8、与Ba(OH)2溶液反应的实质是Al3+与OH-、Ba2+与 之间的离子反应,如下Ba2+BaSO4,Al3+3OH-Al(OH)3,Al(OH)3+OH- +2H2O,假设1molAl2(SO4)3中完全被沉淀所需Ba(OH)2量为3mol,3molBa(OH)2提供6molOH-,1molAl2(SO4)3中含有2molAl3+,由反应Al3+3OH-Al(OH)3可知,1molAl2(SO4)3中的Al3+和 均沉淀完全,故从起点到A点,可以认为是硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成3molBaSO4、2molAl(OH)3沉淀,A点时完全沉淀,AB为氯化铝与氢氧化钡的反应,B点时
9、溶液中Al3+完全沉淀,产生沉淀达最大值,溶液中溶质为BaCl2,BC为氢氧化铝与氢氧化钡反应,C点时氢氧化铝完全溶解,C点时氢氧化铝完全溶解,据此分析解题。【解析】A图中A点是Al2(SO4)3和Ba(OH)2的反应,故生成的沉淀是BaSO4和Al(OH)3,A正确;B前3LBa(OH)2溶液与溶液中Al2(SO4)3反应,从3L-6L为Ba(OH)2溶液与溶液中AlCl3反应,二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为3L×1mol/L=3mol,由生成硫酸钡可知3nAl2(SO4)3=nBa(OH)2,故nAl2(SO4)3=1mol,由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可知3n(AlCl3
10、)=2nBa(OH)2=6mol,故n(AlCl3)=2mol,故原溶液中原混合液中cAl2(SO4)3:c(AlCl3)=1:2,B错误;CAB段为氯化铝与氢氧化钡的反应,故离子方程式为Al3+3OH-Al(OH)3,C正确;DD点的溶液中含有,通入二氧化碳产生氢氧化铝白色沉淀,D正确;故答案为:B。2现有AlCl3和MgSO4混合溶液,向其中不断加入0.1mol·L-1NaOH溶液,得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl-与SO42-的物质的量之比为( )A6:1B1:3C2:3D3:1【答案】A【解析】由图可知加入0.04molNaOH时沉淀达最大量,
11、沉淀组成为Mg(OH)2、Al(OH)3,根据氢氧根守恒可知2nMg(OH)2+3nAl(OH)3=n(OH-)=0.04mol,加入0.05molNaOH时,沉淀由最大值减小为最小值,故0.01molNaOH恰好完全溶解氢氧化铝沉淀,根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知,nAl(OH)3=n(NaOH)=0.01mol,所以nMg(OH)2=0.005mol,溶液中n(Cl-)=3nAl(OH)3=0.03mol,原溶液中n(SO42-)=nMg(OH)2=0.005mol,所以原溶液中Cl-与SO42-的物质的量之比为0.03mol:0.005mol=6:1,故答案
12、为A。3将一定质量的合金投入稀溶液中,充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,生成沉淀的质量与所加溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是A合金中的质量比为B生成的气体体积为C;D合金充分反应后,剩余硫酸的物质的量为【答案】C【分析】由图可知,金属溶于硫酸时,硫酸过量,OA段发生,AB段镁离子、铝离子均转化成沉淀,120mL-140mL段发生,此段沉淀减少的物质的量为氢氧化铝即n(氢氧化铝)=0.1,则氢氧化镁的物质的量为0.1mol,结合氢氧化铝的物质的量以及溶解消耗20mL的氢氧化钠可求得氢氧化钠的浓度,据此分析。【解析】A由以上分析可知氢氧化铝和氢氧化镁的物质的量均为0
13、.1mol,则合金中镁、铝的物质的量也均为0.1mol,质量比为8:9,故A错误;B气体未指明状况,无法根据物质的量计算体积,故B错误;C120mL-140mL段消耗氢氧化钠20mL,发生,氢氧化铝为0.1mol,则消耗的氢氧化钠也为0.1mol,氢氧化钠的浓度为;B点时镁离子、铝离子完全沉淀,可知此时溶液为硫酸钠溶液,根据元素守恒:,而B点时消耗的氢氧化钠为120mL,则,故C正确;D0.1mol镁离子沉淀消耗0.2molNaOH,0.1mol铝离子沉淀消耗0.3molNaOH,共消耗0.5molNaOH,消耗的NaOH体积为,可求的A点体积为20mL,剩余硫酸消耗的氢氧化钠为0.02
14、15;5=0.1mol,则剩余硫酸的物质的量为0.05mol,故D错误;故选:C。4将Na2O2逐渐加入到含有Al3、Mg2、NH的混合液中并微热,产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示,则原溶液中Al3、Mg2、NH的物质的量分别为A2 mol、3 mol、8 molB3 mol、2 mol、8 molC2 mol、3 mol、4 molD3 mol、2 mol、4 mol【答案】C【解析】将Na2O2逐渐加入到含有Al3、Mg2、NH4的混合液中并微热,过氧化钠首先与水反应生成氧气和氢氧化钠,生成的氢氧化钠先和Al3、Mg2、分别反应生成氢氧化铝、氢氧化镁、再与N
15、H反应生成氨气,之后生成的氢氧化铝可以溶解在氢氧化钠溶液中。根据图像可知溶解氢氧化铝消耗过氧化钠是1mol,1mol过氧化钠产生2mol氢氧化钠,则氢氧化铝是2mol,根据铝原子守恒可知铝离子的物质的量也是2mol。加入8mol过氧化钠产生16mol氢氧化钠、4mol氧气,则根据图像可知生成的氨气是8mol-4mol4mol,与铵根反应的氢氧化钠是4mol,与铝离子反应的氢氧化钠是6mol,则与镁离子反应的氢氧化钠是16mol-4mol6mol,所以镁离子的物质的量是3mol,则C正确;答案选C。5某同学设计了两种方案制备氢氧化铝,所用的稀盐酸与NaOH溶液均为3 mol/L。下图是向X溶液与
16、Y溶液中分别加入NaOH溶液或稀盐酸时产生沉淀的质量与加入溶液体积之间的关系。相关说法正确的是方案一:方案二:Aa曲线表示的是向X溶液中加入稀盐酸溶液B方案二比方案一生成更多的气体C在M点时,两种方案中所得溶液的溶质质量分数相同D若M点以后再继续滴加相应的酸和碱,a,b两条曲线将重合为一条【答案】C【分析】铝的物质的量n(Al)=0.1 mol,n( HCl)=n (NaOH )=3 mol/L×0.1 L=0.3 mol,根据反应:2A1+6HCl=2AlCl3+3H2;2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知:盐酸恰好反应、碱过量。A酸恰好和铝反应,所以X溶液中的
17、溶质是氯化铝,向氯化铝溶液中加入氢氧化钠会立即产生沉淀;B根据得失电子守恒判断方案一、方案二中生成气体的多少;C根据原子守恒判断;D根据反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O判断。【解析】A通过以上分析知,铝和盐酸恰好反应,所以溶液中的溶质是氯化铝。向氯化铝中加入氢氧化钠溶液,立即产生沉淀,所以a曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液,A错误;B根据得失电子守恒可知:铝质量相同,方案二和方案一生成氢气的气体在相同条件下的体积也应该相同,B错误;C在M点时,沉淀达到最大值,所得溶液中溶质只有氯化钠。与向X溶液和Y溶液中分别加入NaO
18、H和HCl的浓度及体积相等,根据原子守恒得M点时两方案中所得溶液浓度相等, C正确;DM点时,Al(OH)3量相同,根据反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知:消耗盐酸和氢氧化钠溶液体积不等,故两条曲线不可能重合为一条曲线,D错误;故合理选项是C。6在100mL含Mg2+、Al3+、NH、H+、Cl-的溶液中,逐滴加入5mol/LNaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与沉淀的物质的量(mol)关系如图。下列叙述不正确的是( )Ax-y=0.01molB原溶液中c(Cl-)=1.65mol/LC原溶液的c(H+)=0.2m
19、ol/LD原溶液中n(Mg2+):n(Al3+)=4:1【答案】D【分析】向溶液中滴加NaOH溶液,并结合图象可知,04mL时发生酸碱中和,4mL30mL发生Mg2+、Al3+结合OH-生成沉淀的反应,30mL33mL发生NH4+与OH-的反应,33mL35mL发生氢氧化铝的溶解反应,然后利用离子反应方程式来计算解答。【解析】A.由图及离子反应可知x-y的值即为Al(OH)3的物质的量,设Al(OH)3的物质的量为n,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,nAl(OH)3=n(OH-)=5mol/L×(35-33)mL×0.001L/mL=0.01mol,即x-y=
20、0.01mol,故A正确;B.由图可知,加入33mLNaOH溶液时Cl-离子以NaCl存在,根据元素守恒可知此时溶液中n(Cl-)=n(Na+)=n(NaOH)=5mol/L×0.033L=0.165mol,则原溶液中Cl-的物质的量浓度c(Cl-)=1.65mol/L,故B正确;C.由图04mL时发生H+OH-=H2O,则H+的物质的量n(H+)=4mL×0.001L/mL×5mol/L=0.02mol,所以H+的物质的量浓度c(H+)=÷=0.2mol/L,故C正确;D.由4mL30mL发生Mg2+、Al3+结合OH-生成沉淀的反应,则Al3+3OH
21、-=Al(OH)3,n(Al3+)=nAl(OH)3= 0.01mol,则形成Al(OH)3沉淀消耗OH-的物质的量为0.03mol,Mg2+、Al3+结合OH-生成沉淀共消耗OH-的物质的量为5mol/L×(30-4)mL×0.001L/mL=0.13mol,则Mg2+形成沉淀消耗的OH-离子的物质的量为0.13mol-0.03mol=0.1mol,所以根据Mg2+2OH-=Mg(OH)2可知,Mg2+的物质的量n(Mg2+)=0.05mol,故原溶液中n(Mg2+):n(Al3+)=0.05:0.01=5:1,故D错误;7某混合溶液中,可能大量含有的离子如下表:阳离子H
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