涉及铝的图像问题

主编:黄冈中学化学集体备课组

  铝及其化合物之间的转化关系:

  

一、涉及铝的图像问题

1、向NaAlO2溶液中加入稀盐酸:

  现象:先有白色沉淀,后沉淀溶解

  +H+H2O=Al(OH)3

  Al(OH)3+3H=Al3++3H2O

  整体变化趋势为先增大,后减小至0。分为两段,再找出两段消耗的n(HCl)的比值。

  从化学方程式,可发现前一段与后一段消耗的酸的物理的量比值为1∶3。

2、向稀盐酸中加入NaAlO2溶液:

  现象:先无明显现象,后有白色沉淀生成

  +4H=Al3++2H2O

  Al3++6H2O=4Al(OH)3

  整体变化趋势,先无,后来到最大,两段过程中n(NaAlO2)的比值1∶3。

  可用互滴的方法鉴别NaAlO2与HCl溶液。

3、向AlCl3溶液中加入NaOH溶液:

  现象:先有白色沉淀,后沉淀溶解。

  Al3++3OH=Al(OH)3

  Al(OH)3+OH=+2H2O

  只有在最高点时,对应的NaOH的质量为唯一值,其它的任意一点,对应的NaOH有两个值。

  整体变化趋势为,先增大至最大,再减小至0,两段过程中消耗的NaOH的物质的量比值为3∶1。

  副版:向100mL、1mol·L-1AlCl3溶液中加入NaOH溶液,如果产生3.9g白色沉淀,则加入的NaOH的物质的量为多少?

解:

  n[Al(OH)3]max=n(AlCl3)=0.1mol

  ∴n[Al(OH)3]max=7.8g

  ∵3.9g<7.8g,

  ∴加入的NaOH应有两个值。

  ①NaOH不足,n(NaOH)=0.05mol;

  ②NaOH过量,n(NaOH)=0.35mol。

4、向NaOH溶液中加入AlCl3溶液:

  现象:先无明显现象,后有白色沉淀。

  Al3++4OH=+2H2O

  +Al3++6H2O=4Al(OH)3

  整体变化趋势为先无,后逐渐增大至最大,两段过程中消耗的AlCl3的物质的量之比为3∶1。

二、综合图像计算

例:把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体混合物溶于足量水后,产生1.16g沉淀,再向所得浊液中逐滴加入1mol·L-1HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如下图所示。

  (1)原混合物中m(AlCl3)= ________________,m(MgCl2)= ________________,m(NaOH)= ________________;

  (2)C点加入HCl溶液的体积为________________mL。

分析:

  O→A:H+OH=H2O

  A→B: + H+H2O=Al(OH)3

     0.02mol 0.02×1=0.02mol

  Al元素守恒:m(AlCl3)=n()=0.002mol

  m(AlCl3)=2.67g 

  m[Mg(OH)2]=1.16gn[Mg(OH)2]=0.02mol

  Mg元素守恒:m(MgCl2)=n[Mg(OH)2]=0.02mol [板书有误:此处视频中误写成了0.05mol]

  ∴m(MgCl2)=1.9g

  Al3++4OH=+2H2O

  0.02mol

  Mg2++2OH=Mg(OH)2

  0.02mol

  H+OH=H2O

  0.01mol

  ∴n(NaOH)=0.08+0.02×2+0.01=0.13mol

  m(NaOH)=5.2g

 

B→C:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

  0.02mol

  Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O

  0.02mol

  NaOH+HCl=NaCl+H2O

  整体为:

  

  ∴n(HCl)=n(NaOH)=0.13mol

  ∶v(HCl)=130mL

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