2020版领军高考化学一轮复习必刷好题专题14有关铝化合物反应的图象.docx

专题14有关铝化合物反应的图象1某溶液中含有H+、Mg2+、Al3+三种阳离子，逐滴加入0.1mol/L NaOH溶液，消耗NaOH溶液体积和生成沉淀关系如图，则下列说法正确的是( )A横坐标为0-50mL时，所有反应为：Mg2+2OH-=Mg(OH)2 Al3+3OH-=Al(OH)3BB点生成沉淀的总物质的量0.02molC若往C点的溶液中加入足量盐酸，沉淀将全部溶解DH+、Mg2+、Al3+三种阳离子物质的量浓度之比为：2:2:1【答案】C【解析】A. 横坐标为0-50mL时，所有反应为：0-10mL时，H+OH-= H2O；10-50mL时，Mg2+2OH-=Mg(OH)2 、Al3+3OH-=Al(OH)3，A项错误；B. B点生成沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3的总物质的量为nAl（OH）3+ nMg（OH）2=0.001mol+0.0005mol=0.0015mol，B项错误；C. 若往C点的溶液中加入足量盐酸，Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O，将全部溶解，C项正确；D. 经计算，溶液中H+、Mg2+、Al3+三种阳离子物质的量浓度之比为：0.001mol:0.0005mol:0.001mol，即2：1：2，D项错误。2将足量的CO2不断通入NaOH、Ca（OH）2、NaAlO2的混合溶液中已知NaAlO2与CO2反应生成Al（OH）3，则生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为（ ）ABCD【答案】C【解析】混合液中通入CO2，依次发生反应为：CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O、CO2+2NaOHNa2CO3+H2O、CO2+3H2O+2NaAlO22Al(OH)3+Na2CO3、CO2+H2O+Na2CO32NaHCO3，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，则图象中开始就有碳酸钙沉淀生成，之后沉淀的量不变，氢氧化钠完全反应后开始生成氢氧化铝沉淀，此段沉淀的量又增大；当偏铝酸钠完全反应后，Na2CO3、CaCO3分别与二氧化碳反应，由以上分析可知，满足该变化的图象为C。3已知Ba(AlO2)2可溶于水。图表示的是向A12(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与加人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：A1(OH)3比BaSO4多Bcd时溶液中离子的物质的量：AlO2比Ba2+多Cad时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：Ba2+不能等于OH【答案】B【解析】A在a-b发生反应A12（SO4）3+3Ba（OH）2=2Al（OH）3+3BaSO4，由方程式可知，沉淀的物质的量：Al（OH）3BaSO4，故A错误；Bc-d发生反应2Al（OH）3+Ba（OH）2=Ba（AlO2）2+4H2O，1molBa（AlO2）2电离出2molAlO2-、1molBa2+，故AlO2-比Ba2+多，故B正确；Ca-b发生A12（SO4）3+3Ba（OH）2=2Al（OH）3+3BaSO4，由方程式可知，沉淀的物质的量：Al（OH）3BaSO4，bd中Al（OH）3沉淀逐渐溶解转化为Ba（AlO2）2，故a-d时沉淀的物质的量：BaSO4大于A1（OH）3，故C错误；Dd点时Al（OH）3沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在Ba（AlO2）2，当加入的Ba（OH）2的物质的量等于Ba（AlO2）2的物质的量时，溶液中Ba2+与OH-的量相等，故D错误。4某溶液中可能含有H、NH4+、Mg2、Al3、Fe3、CO32-、SO42-、NO3-中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如下图所示。则下列说法正确的是（ ）A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3B溶液中n(NH4+)0.2molC溶液中可能含CO32-、SO42-、NO3-Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111【答案】B【解析】A项、溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH4+，故A错误；B项、第三阶段为铵根离子与氢氧化钠反应，消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol，则n（NH4+）=0.2mol，故B正确；C项、溶液中一定不含CO32-、NO3-、Fe3+，故C错误；D项、溶液中n（H+）：n（Al3+）：n（Mg2+）=0.1mol：0.1mol：0.05mol=2：2：1，故D错误。5现有MgCl2和Al2(SO4)3的混合溶液，向其中逐滴加入NaOH溶液，得到沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量关系如图所示，则原溶液中Cl 与SO42的物质的量之比为（ ）A1：3B1：6C2：3D3：2【答案】C【解析】由图可知加入0.4molNaOH，沉淀达最大量，沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，根据氢氧根守恒可知2nMg（OH）2+3nAl（OH）3=n（OH-）=0.4mol，加入0.5molNaOH时，沉淀由最大值减小为最小值，故0.1molNaOH溶解氢氧化铝沉淀，根据反应Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知，nAl（OH）3=0.1mol，所以2nMg（OH）2+30.1mol=0.4mol，故nMg（OH）2=0.05mol，根据化学式MgCl2可知溶液中n（Cl-）=2nMg（OH）2=20.05mol=0.1mol，根据化学式Al2（SO4）3可知溶液中n（SO42-）=nAl(OH)3= 0.1mol=0.15mol，所以原溶液中Cl-与SO42-的物质的量之比为0.1mol：0.15mol=2：3。6向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是Aa点对应的溶液中：Na、Fe3、SO42-、HCO3-Bb点对应的溶液中：Na、S2、SO42-、ClCc点对应的溶液中：K、Ag、Ca2、NO3-Dd点对应的溶液中：K、NH4+、CO32-、SO42-【答案】B【解析】Aa点溶液显碱性，NaOH过量，则不可能存在HCO3-，不能共存，A项错误；Bb点恰好生成偏铝酸钠，溶液显碱性，Na+、ClO-、SO42-、Cl-不反应，能大量存在，B项正确；Cc点偏铝酸钠与氯化铝恰好完全反应生成氢氧化铝，还生成氯化钠，则不可能存在Ag+，不能共存，C项错误；Dd点为氯化铝溶液，氢氧根离子与铵根离子反应，不能大量共存，D项错误。7向体积为2 L、物质的量浓度均为1mol/L的NH3H2O、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中缓缓地通入CO2至过量，则下列说法正确的是（ ）A整个过程中通入的CO2(x轴)与生成沉淀(y轴)的关系如图所示B当沉淀达到最大值时，至少通入标准状况下的CO2的体积为89.6LC缓缓通入CO2与KAlO2反应时的离子方程式为：AlO2-CO22H2O=Al(OH)3HCO3-D沉淀刚达到最大值时，溶液中离子浓度的关系为：c(K)c(CO32-)c(OH)c(NH4+)c(H)【答案】D【解析】A项、整个过程中，依据碱性强弱顺序可知，反应顺序为Ba（OH）2、KAlO2、NH3H2O，图像与实际反应不符，故A错误；B项、当沉淀达到最大值时，2mol Ba(OH)2完全转化为Ba CO3沉淀，消耗2mol二氧化碳；2mol KAlO2完全转化为Al（OH）3，消耗1mol二氧化碳，故当沉淀达到最大值时通入二氧化碳的物质的量为3mol，标准状况下的CO2的体积为6.72 L，故B错误；C项、缓缓通入CO2与KAlO2反应时，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾，反应的离子方程式为2AlO2-+3H2O+CO2=2Al（OH）3+CO32-，故C错误；D项、沉淀刚达到最大值时，溶液中溶质K2CO3和NH3H2O的物质的量比为1:2，溶液中离子浓度的关系为：c(K)c(CO32-)c(OH)c(NH4+)c(H)，故D正确。8如图是向MgCl2、AlCl3混合溶液中，开始滴加7mL试剂A，之后改滴试剂B，所得沉淀y(mol)与试剂体积V(mL)间的关系以下结论不正确的是（ ）AA是NaOH，B是盐酸，且c(NaOH)c(HCl)21B原混合液中，c(Al3+)c(Mg2+)c(Cl)115CA是NaOH，B是盐酸，且c(NaOH)c(HCl)12D从6到9，相应离子反应式H+ + OH=H2O【答案】C【解析】A.根据加入前6mL试剂时，先有沉淀生成而后溶解，所以试剂A是NaOH，则B是盐酸；又由图可知，56（1 mL）、911（2 mL）分别是溶解Al（OH）3和使AlO2-恰好完全生成Al（OH）3沉淀消耗的NaOH和HCl。根据铝元素守恒： NaOH Al（OH）3 AlO2- H+ 1 1 1 10.001Lc（NaOH） 0.002Lc（HCl）由此可以推出：c（NaOH）：c（HCl）=2：1，故A正确；B. 从加入5 mL A生成沉淀最多，再继续加1 mL A沉淀量减少到最小值，相应反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，由此可知，n（Al3+）=nAl（OH）3=（1610-3） mol；由前5 mL NaOH形成最大沉淀量可知，2n（Mg2+）+3n（Al3+）=（510-36）mol，所以n（Mg2+）=（1610-3） mol，溶液中阴阳离子所带电荷相等得，n（Cl-）=（510-36）mol，即溶液中C（Al3+）：C（Mg2+）：C（Cl-）=1：1：5，故B正确；C.由A项分析可知，A是NaOH，B是盐酸，且c(NaOH)c(HCl)21，故C错误；D. 从6到7是氢氧化钠过量，不发生反应。从7到9沉淀的物质的量不变，则发生的反应为氢氧化钠与盐酸的反应，反应的离子方程式为H+OH-=H2O。故D正确；答案选C。9在AlCl3和MgCl2的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原溶液中AlCl3和MgCl2的物质的量之比为（ ）A1:2B1:1C2:1D3:1【答案】B【解析】首先发生反应Mg2+2OH-Mg(OH)2、Al3+3OH-Al(OH)3，然后发生反应Al(OH)3+ OH-AlO2-+2H2O，由图可以知道，溶解Al(OH)3消耗氢氧化钠溶液的体积为10mL，根据离子方程式Al3+3OH-Al(OH)3可以知道，沉淀Al3+消耗的氢氧化钠溶液的体积为10mL3=30mL，沉淀Mg2+、Al3+总共消耗氢氧化钠溶液50mL，计算沉淀Mg2+消耗的氢氧化钠溶液的体积为50mL-30mL=20mL，则n(Al3+):n(Mg2+)=30mL:20mL =1:1，故原来混合溶液中AlCl3和MgCl2的物质的量之比为1:1，所以B选项是正确的。10下列图示与对应的叙述相符的是A图1表示0.001 molL1盐酸滴定0.001 molL1 NaOH溶液的滴定曲线B图2表示从能量角度考虑，石墨比金刚石稳定C图3表示Al3与OH反应时含铝微粒浓度变化曲线，图中a点溶液中含大量Al3D图4所示图中的阴影部分面积的含义是（v正v逆）【答案】B【解析】A、盐酸属于强酸，NaOH属于强碱，滴定终点时溶液的pH应为7，故A错误；B、根据能量越低，物质越稳定进行分析，根据图2，石墨的能量低于金刚石，即石墨比金刚石稳定，故B正确；C、a点溶液显碱性，Al(OH)3为两性氢氧化物，即a点溶液中含有大量的AlO2，故C错误；D、根据速率的数学表达式，结合图像可知阴影部分的面积为反应物浓度的净减少量，故D错误。11在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定（1）原溶液中含有的阳离子是（_）AMg2+、Al3+、Fe2+ BH+、Mg2+、Al3+CH+、Ba2+、Al3+ D只有Mg2+、Al3+（2）若原溶液的体积为100mL，生成沉淀的最大质量为10.7g，最终生成沉淀的质量为2.9g，则原溶液中Al3+的物质的量浓度为_。【答案】B 1mol/L 【解析】（1）A无色溶液，则一定不存在Fe2+，故A错误；B向溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，开始不产生沉淀，发生酸碱中和，则一定存在H+，沉淀达最大量时，再加入足量氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶于氢氧化钠溶液，说明溶液中一定含有Mg2+、Al3+，故B正确；C加入足量的氢氧化钠溶液，最终没有沉淀，不符合图象，故C错误；D向溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，开始不产生沉淀，发生酸碱中和，则一定存在H+，若只有Mg2+、Al3+，加入氢氧化钠溶液立即生成白色沉淀，与图象不符，故D错误；答案选B。（2）生成沉淀的最大质量为10.7g，最终生成沉淀的质量为2.9g，则mAl(OH)3= 10.7g-2.9g=7.8g，nAl(OH)3=0.1mol，c（Al3+）=1mol/L。提升练习12将一定质量的Mg-Al合金投入100mL一定物质的量浓度的某HCl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NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如下图。回答下列问题：（1）写出OA段和BC段反应的离子方程式：OA：_ ； BC：_；（2）原Mg-Al合金的质量是_。（3）原HCl溶液的物质的量浓度是_。（4）所加NaOH溶液的物质的量浓度是_。【答案】H+OH-=H2O； Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 5.1g 6mol/L 5mol/L 【解析】Mg-Al合金与HCl溶液反应后生成MgCl2和AlCl3，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀，NaOH过量时，Al(OH)3沉淀与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液。由图可知，起始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，说明Mg-Al合金与HCl溶液反应后HCl有剩余，则OA段发生NaOH和HCl的酸碱中和反应，AB段发生沉淀反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，BC段沉淀的质量减少，发生Al(OH)3沉淀溶解反应生成NaAlO2，最终沉淀为Mg(OH)2。（1）根据分析可知OA段的离子方程式为：H+OH-=H2O，BC段的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。本小题答案为；H+OH-=H2O；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。（2）根据分析C点对于沉淀为Mg(OH)2，质量为5.8g，根据镁元素守恒，则 Mg的物质的量为n(Mg)=nMg(OH)2=0.1mol，根据B点沉淀总质量为13.6g，C点沉淀质量为5.8g，则B点生成的Al(OH)3沉淀的质量为7.8g，根据铝元素守恒，则Al的物质的量为n(Al)=nAl(OH)3=0.1mol，则原Mg-Al合金的质量为0.1mol24g/mol+0.1mol27g/mol=5.1g。本小题答案为：5.1g。（3）BC段发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，0.1mol Al(OH)3消耗NaOH的物质的量为0.1mol，溶液体积为20mL，则NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/0.02L=5mol/L。B点消耗NaOH的物质的量为0.12L5mol/L=0.6mol，B点溶液中溶质为NaCl，根据氯元素守恒，则原盐酸中含有HCl的物质的量为0.6mol，则原HCl溶液的物质的量浓度为0.6mol/0.1L=6mol/L。本小题答案为：6mol/L。（4）根据（3）中分析可知NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L。13在100mL MgCl2和AlCl3的混和溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量，经测定，加入NaOH物质的量和所得沉淀的物质的量的关系如图所示。回答下列问题。(1)图中CD段反应的化学方程式为_；C点存在的固体物质为_。(2)A点的数据为_；混合液中，MgCl2的浓度为_。【答案】Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4 Mg(OH)2 0.5mol 1mol/L 【解析】 (1)在MgCl2和AlCl3的混和溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量，开始生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量后氢氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠，则图中CD段反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4；氢氧化镁不溶于氢氧化钠溶液中，则C点存在的固体物质为Mg(OH)2。(2)根据图象可知氢氧化镁是0.1mol，则氢氧化铝是0.2mol0.1mol0.1mol，所以根据方程式Al33OHAl(OH)3、Mg22OHMg(OH)2可知消耗氢氧化钠是0.2mol+0.3mol0.5mol，即A点的数据为0.5mol；根据镁原子守恒可知混合液中MgCl2的物质的量是0.1mol，浓度为0.1mol0.1L1mol/L。14将一定质量的Mg-Al合金投入100mL一定物质的量浓度的某HCl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NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如下图。回答下列问题：(1)写出OA段和BC段反应的离子方程式：OA：_ ； BC：_；(2)原Mg-Al合金的质量是_。(3)原NaOH溶液的物质的量浓度是_。【答案】H+OH-=H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 5.1克 5mol/L 【解析】（1）OA段对应反应的离子方程式为：H+OH-=H2O；BC段对应反应的离子方程式为: Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；（2）生成Mg(OH)2沉淀的质量为5.8g，其物质的量为0.1mol。原镁铝合金中镁的物质的量为0.1mol，其质量为2.4g，根据生成的沉淀的最大值为13.6g，可知生成的Al(OH)3的质量为13.6g-5.8g=7.8g，其物质的量为0.1mol，所以原合金中铝的质量为2.7g，原合金的总质量为2.4g+2.7g=5.1g；（3）Al(OH)3沉淀溶于NaOH溶液中：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，0.1mol的Al(OH)3反应，消耗0,1molNaOH，又据图可知，此步反应消耗NaOH溶液的体积为：140mL-120mL=20mL，所以。15如图所示，B、 D是中学化学常见金属，D在生活中应用最广泛。(1)写出物质A与盐酸反应的离子方程式_。(2)探究A和B反应后固体的性质：将反应后容器中的残余固体置于烧杯中，加入100mL稀硝酸，固体完全溶解， (假设固体全部溶解后溶液体积不变)，反应过程中无气体放出 (活泼金属可把稀HNO3还原为NH4NO3)。向反应后的溶液中缓慢滴加4molL1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示：写出DE段发生反应的离子方程式：_。B与A的差值为_mol。求c(HNO3)=_。【答案】Fe3O4 +8H+=2Fe3+ +Fe2+4H2O NH4+OHNH3H2O 0.008 1.48mol/L 【解析】（1）根据上述分析可知，A为Fe3O4，则Fe3O4与稀盐酸反应的离子方程式为：Fe3O4 +8H+=2Fe3+ +Fe2+4H2O，故答案为：Fe3O4 +8H+=2Fe3+ +Fe2+4H2O；（2）OC发生H+OH-H2O；CD反应生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH4NO3和NaOH反应，离子方程式为，NH4+OH-NH3H2O，故答案为：NH4+OH-NH3H2O；E与F之间沉淀的量减少，为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中，其反应方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，EF段的n（NaOH）=4mol/L210-3L=0.008mol，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 1 mol 1mol0.008 mol 0.008molAl(OH)3的量是0.008mol，所以Al3+也是0.008mol，所以B与A差值为0.008 mol，故答案为：0.008；加入34 mLNaoH溶液时，溶质为硝酸钠，原溶液中硝酸转化为为硝酸钠和一水合氨两部分，其中硝酸钠中消耗的硝酸为：4 mol/L3410-3L=0.136mol；一水合氨的物质的量为：4mol/L（34-31）10-3 L=0.012 mol，则硝酸的总物质的量为：0.136mol+0.012mol=0.148mol，硝酸溶液浓度为： =1.48mol/L，故答案为：1.48mol/L。16硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100ml硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示。回答下列问题：（1）写出铝与混合溶液反应的离子方程式：_（2）参加反应硝酸根离子物质的量为_mol（3）参加反应的铝与镁的质量比为_（4）混合液中硫酸的物质的量的浓度为_mol/L【答案】8Al+30H+3NO3-=8Al3+3NH4+9H2O 0.006 3:4 0.36 【解析】（1）硝酸根浓度很低时被氧化的产物是铵根离子，因此无气体放出，铝反应生成金属阳离子，则离子反应为8Al+30H+3NO3-=8Al3+3NH4+9H2O，故答案为：8Al+30H+3NO3-=8Al3+3NH4+9H2O；（2）由图示可以看出加入氢氧化钠溶液从15.0mL到16.5mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，由氮原子守恒可知，铵根离子的物质的量即为原溶液中反应的硝酸根离子的物质的量，则原溶液中NO3-物质的量是（16.5-15）10-3L4mol/L=0.006mol，故答案为：0.006；（3）从图示提示中看出从氢氧化溶液体积16.5mL到18.5mL区间内发生的反应是氢氧化铝与氢氧化钠的反应，氢氧化铝与氢氧化钠等