鲁科版化学必修1 第4章 系列微专题4　数形结合思想的应用——有关Al(OH)3生成与溶解的图像分析

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 2.四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↓＋H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 无明显现象→产生白色沉淀→渐多 [Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O Al3＋＋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 3.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－)＝n[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100 mL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5 mol·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＝7.8 g，即0.1 mol，对应的铝也是0.1 mol，质量是2.7 g。11.6 g沉淀为Mg(OH)2，物质的量为0.2 mol，对应的镁质量是4.8 g。 (2)溶解金属消耗的HCl是0.1 mol×3＋0.2 mol×2＝0.7 mol，余下的HCl消耗了20 mL 5 mol·L－1 NaOH溶液，物质的量为0.1 mol，c(HCl)＝＝8 mol·L－1。 [答案]　(1)4.8 g　2.7 g　(2)8 mol·L－1 1．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CO2 ②AlCl3溶液 通入过量NH3 ③MgCl2、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]　B　C　A　E　F 2．向含有H＋、NH、Al3＋、Mg2＋、Cl－的溶液中逐滴加入0.1 mol·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 ... ...