铝三角及其图像.ppt

,Al3+AlO2,Al,Al2O3,Al(OH)3,铝及其重要化合物之间的转化,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,2Al+6H+=2Al3+3H2,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,Al2O3+2OH-+=2AlO2-+H2O,Al3+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,AlO2-+H+H2O=Al(OH)3,Al3+4OH-=AlO2-+2H2O,(13)AlO2-+4H+=Al3+2H2O,3“铝三角”的应用(1)、鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。而NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。(2)、分离提纯利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。利用Al(OH)3的两性，分离Al3与其他金属阳离子。,【注意】当溶液中有多种离子时要注意离子之间的反应顺序。如向含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+离子的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液时，NaOH先与H+反应，然后才与Mg2+、Al3+反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，再与NH4+反应，最后过量的NaOH会溶解Al(OH)3。,因AlCl3与NaOH反应生成的Al(OH)3能和NaOH继续反应，其计算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应，其规律如下：,(2)求反应物强碱的物质的量若碱不足：n(OH)3nAl(OH)3若碱过量：n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3,3、铝三角的计算,(1)求产物Al(OH)3的物质的量当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)313n(OH)当3n(Al3)n(OH)n(Al(OH)3)=0.01mol，可知有两种可能：NaOH不足或NaOH过量。由反应：Al(OH)3+)3H+=Al3+3H2O和Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O可知：当碱不足时，V(NaOH)=7.5mL当碱过量时，V(NaOH)=(0.033+0.02)/4L=0.0275L=27.5mL,3.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，小号碱量最多的是A.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D.Al2O3,A,【析解】根据反应有物质的量关系A:1molAl1molNaOH；B：1molAl(OH)33molNaOHC:1molAlCl34molNaOH；D：1molAl2O32molNaOH若消耗4molNaOH，需m(Al)=427g=108g；需mAl(OH)3=478g=312g；需m(AlCl3)=1135.5g=136.5g；需m(Al2O3)=2102g=204g；由此可知，相同质量时，Al消耗NaOH最多。,3.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸N反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图所示。则反应中镁和铝的是A.物质的量之比为3:2B.质量之比为3:2C.摩尔质量之比为2:3D.反应速率之比为2:3,A,【析解】反应方程式为Mg+H2SO4=MgSO4+H2，2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2由图象可知，产生的H2量相同。各产生1molH2时，需Mg1mol，质量24g，需Al2/3mol，质量为18g。故A正确；B、C错误；Mg的反应速率比Al大，D错误。,4.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是A.Al3+B.Al(OH)3C.AlO2D.Al3+和Al(OH)3,C,【析解】明矾KAl(SO4)212H2O溶液中Al3+与SO42的物质的量之比为1:2。若沉淀2molSO42，则需2molBa(OH)2，提供4molOH。恰好把1molAl3+完全转化为AlO2。,5.将50mL某未知浓度的AlCl3溶液分别加到60mL1mol/L的NaOH溶液或60mL3mol/L的NaOH溶液中，均能得到1.56gAl(OH)3沉淀，则此AlCl3溶液的浓度可能是A.0.4mol/LB.0.5mol/LC.0.6mol/LD.1mol/L,【析解】由题意可知第一份NaOH溶液中含溶质0.06mol,第一份NaOH溶液中含溶质0.18mol，加入等量Al3+，生成的Al(OH)3也等量，说明第一份NaOH溶液中NaOH不足，Al3+过量；第二份NaOH溶液中NaOH过量。反应后铝元素以Al3+和AlO2的形式存在。,由反应Al3+3OH=Al(OH)3Al3+4OH=AlO2+H2O,0.02mol0.06mol1.56/78mol,c(AlCl3)=(0.02+0.03)mol/0.05L=1mol/L,D,0.03mol(0.18-0.06)mol,6.将15.6gNa2O2和5.4gAl同时投入一定量水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢地通入标况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则A.反应过程中得到6.72L的气体(标况)B.最终得到的溶液中c(Na+)=c(Cl)+c(OH)C.最终得到7.8g的沉淀D.最终得到的溶液中c(NaCl)=0.15mol/L,【析解】由题知n(Na2O2)=0.2mol，n(Al)=0.2mol，发生反应：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O22Al+2NaOH+2H2O=4NaAlO2+3H2可知生成气体0.4mol，标况下的体积为8.96L；加入盐酸先和过量的NaOH反应，剩余0.1mol和NaAlO2反应生成0.1molAl(OH)3：NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3最终溶液为0.3molNaCl、0.1molNaAlO2,C,7.将mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol/L的KOH溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再变化为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是,【析解】向mgMg、Al的混合物中加入适量的稀H2SO4，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2+与Al3+的质量和为mg；向反应后的溶液中加入cmol/L的KOH溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，发生的反应是：Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3OH=Al(OH)3则得到沉淀的质量是Mg2+与Al3+的质量与KOH中的OH质量和，所以：n=m+17103Vc=m+0.017Vc，故C错误。,C,8.某无色溶液中已知含有H+、Mg2+、Al3+等阳离子，逐滴加入NaOH溶液，则消耗NaOH溶液的体积(x轴)与生成沉淀量(y轴)间的函数关系如图，则下列图中正确的是,B,9.某硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，直至过量。下列表示NaOH的加入量(x)与沉淀的生成量(y)的关系图正确的是,C,10.将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀量与加入的物质的量间关系如图所示，则符合图示情况的是,C,【析解】A发生反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2知其图象为图1；B中的反应为HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3+NaCl，其图象为图2；D的反应是AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O。3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl，则其图象为图3。,11.已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是Aab时沉淀的物质的量：Al(OH)3比BaSO4多Bcd时溶液中离子的物质的量：AlO2比Ba2少Cad时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于Al(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：Ba2可能等于OH,【解析】向Al2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液，开始阶段Al3与OH、SO42与Ba2形成沉淀：2Al33SO423Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4当Al2(SO4)3与Ba(OH)2的物质的量之比为1:3时，所有离子恰好完全沉淀，沉淀的物质的量和质量均达到最大，此时对应的点为b点。在ob范围内，BaSO4的物质的量均比Al(OH)3多；在b点后继续加入Ba(OH)2，Al(OH)3沉淀开始溶解：2Al(OH)3Ba(OH)2=Ba(AlO2)24H2O，至d点时Al(OH)3完全溶解，那么在bd范围内BaSO4比Al(OH)3多，AlO2比Ba2多溶质是Ba(AlO2)2；de时沉淀只有BaSO4，溶质是Ba(AlO2)2和加入的Ba(OH)2，所以n(Ba2)可能等于n(OH)。,D,13除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。（1）铜粉中混有铁粉:、。（2）铁粉中混有铝粉:、。（3）FeCl3溶液中混有FeCl2:、。（4）FeCl2溶液中混有CuCl2、。,加入过量盐酸Fe2HFe2H2,加入过量NaOH2Al2OH2H2O2AlO23H2,通入Cl22Fe2Cl22Fe32Cl,加入过量FeCu2FeFe2Cu,14.将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液。请回答：(1)、若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如图所示。当V1=160mL时，则金属粉末中n(Mg)=mol，V2=mL。(2)、若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=mL。(3)、若混合物认为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL2mol/L的H2SO4溶液溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是。,【析解】(1)、由图象知V1mLNaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为0.2mol0.16mol/2=0.12mol，设元混合物中有xmolMg和ymolAl，则有：x+y=0.1和x+1.5y=0.12x=0.06，y=0.04当加入V2mLNaOH溶液时得到Mg(OH)2和NaAlO2，有关系式为：Mg2+2OH，Al3+4OH，得,15.甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定的药品如下：350g70%H2SO4溶液、NaOH固体240g、足量铝屑、水（不能用其它药品）。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别为w1、w2、w3。三种方案如下：,试回答：(1)、从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是。(2)、三位同学制备的Al(OH)3，其质量分别为w1、w2、w3由大到小的顺序是。(3)、制得Al(OH)3的最大质量是。,16.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示，试回答：(1)、A点沉淀物的化学式为_；B点沉淀物的化学式为_。(2)、原混合物中的MgCl2的物质的量为_，AlCl3的物质的量为_，NaOH的物质的量为_。(3)、HCl溶液在C点的体积是_。,【解析】(1)、加入盐酸010mL时，沉淀的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀物为Mg(OH)2，溶液为NaAlO2和NaOH的混合液，加盐酸是中和剩余的NaOH，A处的悬浊液为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，则原混合物中n(MgCl2)1.16g/58g/mol0.02mol。(2)、加盐酸1030mL过程时发生反应为：AlO2H2OH=Al(OH)3，B沉淀的化学式为Mg(OH)2、Al(OH)3，原溶液中n(AlCl3)(3010)103L1mol/L0.02mol，B点沉淀量达到最大值，其溶液为NaCl溶液。所以n(NaOH)n(HCl)30103L1mol/L0.03mol。,(3)、设Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解时，所消耗盐酸的体积为V，V103L/mL1mol/L0.02mol20.02mol3V100mLC点表示加入了130mL的盐酸答案：(1)、Mg(OH)2Mg(OH)2、Al(OH)3(2)、0.02mol0.02mol0.03mol(3)、130mL,【解析】装置A为简易启普发生器，可通过止水夹C的控制。A中反应生成气体CO2进入或气体压液体进入试管B中，使H+与AlO2相遇发生反应。(1)、导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3(2)、A中溶液进入B中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,17.根据右图所示装置，请回答：(1)、在A中加试剂后，立即打开止水夹C，B中的现象为_；离子方程式为_。(2)、一段时间后，关闭止水夹C，B中的现象是_，离子方程式为_。,【启迪】装置中试管A、B以及止水夹C的巧妙联用，实验了多个连续反应的发生，结合铝及其重要化合物的性质，完成了多步反应，这是实验的创新，值得多思。,18.实验室有含少量AlCl3的MgCl2溶液，请用实验室中常见的仪器和药品，合理设计实验方案以得到较纯净的MgCl2溶液。,【析解】AlCl3和MgCl2均为可溶性盐，分离二者需将其中一种物质“改头换面”后依据状态不同而分离；同时将含镁化合物恢复为MgCl2“模样”。根据以下化学反应方程式设计方案：MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2OMg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O答案为：向混合溶液中加入足量NaOH溶液，充分搅拌得悬浊液，过滤，将滤渣洗涤干净。然后将滤渣转移至烧杯中，再加入适量稀盐酸，至沉淀恰好溶解完全，记得到纯净的MgCl2溶液。,19.某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。(1)、下表为“铝与CuCl2溶液反应”实验报告的一部分,按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)。置换反应；化合反应。(2)、用石墨作电极电解上述分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是。解释此现象的离子方程式是。(3)、工业上可用铝和软锰矿(主要成分为MnO2)反应来制金属锰。用铝和软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示)。MnO2在H2O2分解反应中做催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2+，该反应的离子方程式是。,20.对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常