[高一理化生]第一講：氫氧化鋁沉淀量圖像分析學(xué)案

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1、2009-2010學(xué)年度高一化學(xué)尖子生輔導(dǎo)資料 第1講 “氫氧化鋁沉淀量”圖像分析 學(xué)習(xí)“鋁及化合物”的有關(guān)知識(shí)時(shí)，我們接觸到最多的圖像題，不少同學(xué)在解答這一部分習(xí)題，往往由于理解分析的不夠準(zhǔn)確，知識(shí)應(yīng)用不熟練，而出現(xiàn)差錯(cuò)。利用圖形相結(jié)合的方法，可在解決問(wèn)題時(shí)起到事半功倍的效果。當(dāng)然，在解決相關(guān)問(wèn)題時(shí)，有時(shí)候也可以運(yùn)用其他的一些方法，比如守恒法等進(jìn)行解題。 一、向溶液中滴加溶液 O～A段： A～B段： 從圖1不難看出，向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液，若達(dá)不到最大沉淀量時(shí)，對(duì)應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積有兩種情況：一是氯化鋁過(guò)量即加入的氫氧化鈉不足；二是加入的氫氧化鈉將生成

2、的氫氧化鋁溶解了一部分。 圖1 二、向強(qiáng)堿溶液中滴入鋁鹽溶液：先無(wú)沉淀，當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為時(shí)，再加入鋁鹽溶液，則偏鋁酸鹽與鋁鹽溶液發(fā)生了相互促進(jìn)水解的反應(yīng)，產(chǎn)物都是。 如圖3所示：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 圖3 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為： O～A段： A～B段： 三、向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液 （I）向鋁鹽中滴加氨水時(shí)，當(dāng)氨水增加到時(shí)，產(chǎn)生最大沉淀量如圖4所示。 圖4 （II）向氨水中滴加鋁鹽溶液時(shí)，開(kāi)始時(shí)氨水過(guò)量，如圖5所示，離子反應(yīng)方程式為： 圖5 由圖4與圖5不難看出，氫氧化鋁沉淀是不溶于弱堿氨水中的。

3、 四、向偏鋁酸鹽溶液中滴入強(qiáng)酸w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生最大沉淀量，繼續(xù)滴入強(qiáng)酸，沉淀逐漸溶解。如圖6所示。 圖6 五、向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 滴入的偏鋁酸鈉先與鹽酸反應(yīng)生成沉淀，繼而馬上被鹽酸溶解，反應(yīng)方程式為： 繼續(xù)滴加的則與發(fā)生水解反應(yīng)，離子方程式為： 沉淀量的變化可用圖7表示。 圖7 六、向溶液中通入w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 由于產(chǎn)生的沉淀不溶解在碳酸中，產(chǎn)生的沉淀不消失，如圖8所示。 七、向溶液中滴加溶液w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 現(xiàn)象是

4、先產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)滴加鹽酸沉淀部分溶解，其離子反應(yīng)方程式為： 圖9 八、向明礬溶液中滴加溶液w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 當(dāng)向明礬溶液中滴加氫氧化鋇溶液時(shí)，在生成氫氧化鋁沉淀的同時(shí)生成硫酸鋇沉淀，現(xiàn)象是先生成白色沉淀，繼續(xù)滴加時(shí)沉淀部分消失，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 當(dāng)溶液中的完全沉淀時(shí)： 當(dāng)溶液中的完全沉淀時(shí)： 其生成沉淀的量與加入堿的體積關(guān)系如圖12和圖13所示。 圖8 例1. 向30毫升1 mol/L的溶液中逐漸加入濃度為4 mol/L的溶液，若產(chǎn)生0.78克白色沉淀，則加入的溶液的體積可能為（

5、 ） A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL 解析：已知，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一氫氧化鈉不足，二氫氧化鈉過(guò)量。 由兩者反應(yīng)的離子方程式知： 當(dāng)堿的量不足時(shí)： 當(dāng)堿過(guò)量時(shí)： 故此題答案為：B、D。 例2. 下列各組溶液，不用其他試劑即能鑒別開(kāi)的是（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 解析：從圖1與圖3的圖像差別上不難看出當(dāng)向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液時(shí)現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色膠狀沉淀，隨堿液的加入沉淀又不斷消失；而向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁

6、溶液時(shí)，開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象后來(lái)出現(xiàn)白色膠狀沉淀。故此題答案為C、D。 例3. 現(xiàn)有200 mL 和的混合溶液，其中，，要使轉(zhuǎn)化為，并使與分離開(kāi)，至少需要4 mol/L的溶液的體積為（ ） A. 140mL B. 120mL C. 100mL D. 80mL 解析：由題意 需 則需 答案：D 例4. 將一定質(zhì)量的Mg、Al合金投入100mL一定物質(zhì)的量濃度的中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L的溶液至過(guò)量，生成的沉淀質(zhì)量與加入的溶液的體積關(guān)系如圖10所示。求：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m （1）原合金中Mg、Al質(zhì)量各多少

7、克。 （2）物質(zhì)的量濃度。 圖10 解析：由圖10可知，11.6g是沉淀的質(zhì)量，是的質(zhì)量，當(dāng)時(shí)，中和，無(wú)沉淀生成。 （1） 24g 58g m(Mg) 11.6g （2）當(dāng)時(shí)，此時(shí)全部以沉淀的形式存在，則溶液中，所以 。 答案：（1）Mg：4.8g；Al：2.7g （2） 例5. 圖11是向混合液中依次加入M和N時(shí)生成沉淀的物質(zhì)的量與加入的M和N的體積關(guān)系圖（M、N各表示鹽酸或氫氧化鈉溶液中的一種），以下結(jié)論不正確的是（ ） A. 混合溶液中 B. 混合液中 C. V之前加溶液，V之后加鹽酸 D

8、. 這種鹽酸與溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同 圖11 解析：依所學(xué)知識(shí)，很容易判斷C是正確的。設(shè)物質(zhì)的量為1 mol，則生成為 1 mol，A—B段溶解過(guò)程消耗NaOH也是1 mol（據(jù)反應(yīng)式），由圖推知O—V段每等份相當(dāng)于NaOH量為1 mol，那么O—A段生成消耗NaOH應(yīng)是3 mol，即3等份，則余下兩等份即2 mol應(yīng)生成所消耗NaOH量，故為1 mol，也應(yīng)是1 mol，由此可判斷A也是正確的，則B錯(cuò)誤。對(duì)于D選項(xiàng)，可分析圖像A—B，B—C兩段，前者消耗沉淀后者生成沉淀，從而有關(guān)系式：，故可推知，又兩段消耗溶液體積相等，因此不難得出結(jié)論：D選項(xiàng)也是正確的，錯(cuò)誤選項(xiàng)只有B。

9、 例6. 向明礬溶液里滴加溶液，當(dāng)恰好完全沉淀時(shí)，鋁元素的存在形式是（ ） A. 一部分為沉淀，一部分以形式存在于溶液中 B. 一部分為沉淀，一部分以形式存在溶液中 C. 全部為沉淀 D. 幾乎全部以形式存在于溶液中 解析：從圖12不難看出，當(dāng)完全沉淀時(shí)，生成的氫氧化鋁沉淀恰好完全溶解，故此題答案為D。 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 【練習(xí)】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 1. 向含有的溶液中加入含的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量可能是（ ） （1）a mol （2）b mol （3） （4） （5）0 mol （

10、6） A. （1）（2）（4）（5）（6） B. （1）（4）（5）（6） C. （1）（2）（3）（5）（6） D. （1）（3）（5） 2. 等體積的和兩種溶液混合后，沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等，則和兩種溶液的物質(zhì)的量濃度之比是（ ） （1）1：3 （2）2：3 （3）1：4 （4）2：7 A. （1）和（2） B. （1）和（3） C. （2）和（4） D. （3）和（4） 3、將3 mol/L 溶液滴入到25 mL一定濃度的溶液中。下圖是整個(gè)過(guò)程的數(shù)學(xué)分析曲線。其中橫軸

11、表示加入的物質(zhì)的量，縱軸表示產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)的量。據(jù)圖示回答下列問(wèn)題： （1）圖中A點(diǎn)表示的意義是____________。B點(diǎn)表示的意義是____________。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m （2）當(dāng)C點(diǎn)從O點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示隨的不斷加入，沉淀量逐漸___________。OA曲線表示的離子反應(yīng)是____________，由此可得A點(diǎn)的坐標(biāo)為_(kāi)___________；當(dāng)C點(diǎn)從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表示____________。AB曲線表示的離子反應(yīng)為_(kāi)___________，由此可得B點(diǎn)的坐標(biāo)為：____________。 （3）由上述分析，可求得溶液中離子的濃度為_(kāi)_

12、__________mol/L。 （4）由上可知：生成沉淀的量隨加入的的量而改變，可以把它們表示成函數(shù)的關(guān)系。若以加入的的物質(zhì)的量x為自變量，以生成的沉淀的物質(zhì)的量y為因變量，當(dāng)C點(diǎn)處于OA段時(shí)函數(shù)表達(dá)式為：____________（帶定義域）；當(dāng)C點(diǎn)處于AB段時(shí)函數(shù)表達(dá)式為：____________（帶定義域）。 （5）利用上述所得結(jié)果，填寫(xiě)表1。 表1 加入溶液的體積/mL 5.0 10.0 12.0 產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量/g 4、將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH 溶液。請(qǐng)回答：

13、 ⑴若在滴加NaOH溶液的過(guò)程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如下圖所示。當(dāng) V1＝160mL時(shí)，則金屬粉末中n(Mg)＝　 　mol，V2＝ 　　 　　mL。 ⑵若在滴加NaOH溶液過(guò)程中，欲使Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶 液的體積V(NaOH)　 　mL。 ⑶若混合物仍為0.1 mol，其中Mg粉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無(wú)Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是：　　　　　　　　　。 5、 在m mL b molL－1 AlCl

14、3溶液中，加入等體積a molL－1的NaOH溶液。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m （1）當(dāng)a≤3b時(shí)，生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是________mol。 （2）當(dāng)a、b滿足________條件時(shí)，無(wú)沉淀生成。 （3）當(dāng)a、b分別滿足______________條件時(shí)，有沉淀生成且溶液中無(wú)Al3+存在，生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是________。 6、把NaOH、AlCl3、MgCl2三種固體組成的混合物溶于足量水中后，有0.58g白色沉淀。在所得濁液中逐滴加入0.5mol/L鹽酸，加入鹽酸體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。試求： (1)混合物中NaOH質(zhì)

15、量是多少克? 　　(2)混合物中AlCl3質(zhì)量是多少克? 　　(3)P點(diǎn)所表示的鹽酸體積是多少毫升? 7、 在Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉 淀的量與滴入NaOH溶液的體積關(guān)系如下圖所示，則原溶液中Al2(SO4)3和MgSO4的物質(zhì)的量之比為 A. 1 ：2 B. 3 : 1 C. 3 : 2 D. 2 : 1 8、下列曲線圖(縱坐標(biāo)為沉淀的量，橫坐標(biāo)為加入物的量)不正確的是AD A．向1L濃度均為0.1mol/L的Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]混合液加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液 B．

16、向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的混合液1L中加入0.1mol/L NaOH溶液 C．向燒堿溶液滴加明礬[KAl(SO4)2]溶液 D．向AlCl3溶液滴加過(guò)量氨水 10、 向明礬[KAl(SO4)212H2O]溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至過(guò)量． (1)寫(xiě)出可能發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式． (2)在圖中，縱坐標(biāo)表示生成沉淀的物質(zhì)的量，橫坐標(biāo)表示加入Ba(OH)2的物質(zhì)的量．試在圖中畫(huà)出當(dāng)溶液中明礬為1 mol時(shí)，生成的每一種沉淀的物質(zhì)的量隨Ba(OH)2物質(zhì)的量變化的曲線(在曲線上標(biāo)明沉淀的化學(xué)式)． (3)當(dāng)向a L物質(zhì)的量濃度為M mol／L的明礬溶液中滴加物質(zhì)的量濃度為n mol／L的Ba(OH)2溶液b L，用含a，M，N的表達(dá)式表示： ①當(dāng)b滿足______條件時(shí)，沉淀的總物質(zhì)的量為最大值． ②當(dāng)b滿足______條件時(shí)，沉淀的質(zhì)量為最大值． 10 氫氧化鋁沉淀量圖像分析第 頁(yè) （共10頁(yè)）