全面的关于铝的化合物图像计算

1,铝及其化合物,第三章,热点知识剖析铝作为典型两性金属元素的代表，它的单质及其化合物知识一直是高考考查的热点，特别是Al3+和AlO-2的性质问题，在离子共存、离子方程式和物质鉴别等方面出现的几率较大，另外在推断、计算和实验等试题中也会涉及铝及其化合物知识的应用。在复习中要以Al及其对应Al2O3、Al(OH)3的两性，Al3+与Al(OH)3及NaAlO2相互转化为重点，注意由于反应物的物质的量不同引起的产物、反应现象不同的问题。,.,3,AlO2Al(OH)3Al3+,Al,Al2O3,O2,OH_,加热,H+,OH_,酸,OH_,OH_,H+,小结:铝及其化合物的转化关系,酸,.,4,H2O+AlO-2+H+Al(OH)3Al3+3OH-,酸式电离,碱式电离,.,5,Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl3+4OH-=AlO2-+2H2OAlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAlO2-+4H+=Al3+2H2O,氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，是中学化学中的重点内容，要切实掌握“铝三角”,.,6,三、有关氢氧化铝的图象,类型一：铝盐溶液和碱（弱碱和强碱）的反应,现象：立即产生白色沉淀渐多-最多-沉淀不消失,铝盐溶液与弱碱反应,Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+,.,7,现象：无沉淀出现白色沉淀-渐多-最多-沉淀不消失,.,8,向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量,1、实验现象2、反应离子方程式,A,现象：立即产生白色沉淀渐多-最多-渐少-消失,Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,3、图像,B,铝盐溶液与强碱反应,.,9,.,10,类型二向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象：2、反应离子方程式,无沉淀（有但即溶）-出现沉淀-渐多-最多沉淀不消失。,Al3+4OH-=AlO2-+2H2OAl3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3,.,11,类型三向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液至过量,A,1、实验现象：2、反应离子方程式,立即产生白色沉淀渐多-最多-渐少-消失,AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,3、图像,B,.,12,类型四.向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象：2、反应离子方程式,无沉淀（有但即溶）-出现沉淀-渐多-最多沉淀不消失。,AlO2-+4H+=Al3+2H2OAl3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3,.,13,类型,.,14,.,15,现有下列几种情况,分别用哪种图象表示?(1)向AlCl3溶液中加入氨水(2)向NaAlO2溶液中通入CO2(3)向盐酸酸化的AlCl3溶液中加入NaOH溶液(4)向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液(5)向AlCl3和NH4Cl混合溶液中加入NaOH溶液（6）向MgCl2和AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸（NaOH和盐酸的物质的量浓度相等）,变式训练,.,16,1、向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液。,2、向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液至过量。,3、向盐酸中滴加NaAlO2溶液至过量。,4、向NaAlO2中滴入盐酸至过量。,5、向AlCl3溶液中滴加NaAlO2溶液至过量。,6、向NaAlO2的NaOH溶液中滴加HCl至过量。,7、向AlCl3和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量。,8、向AlCl3溶液中滴加氨水至过量。,.,17,课堂练习1,.,18,答案B,.,19,向30mL某浓度的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol/L的NaOH溶液，产生沉淀与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。若产生0.78g白色沉淀，则加入的溶液的体积可能为（）A.3mLB.7.5mLC.15mLD.27.5mL,课堂练习2,BD,0.01mol,30,7.5,27.5,.,20,将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，向反应后的溶液中逐滴加入1mol/LNaOH溶液，产生沉淀质量与碱溶液体积的关系如图所示。求:（1）盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。（2）合金中镁和铝的质量。,课堂练习3,1.4mol/L,Mg:3.6gAl:2.7g,.,21,.,22,.,23,.,24,.,25,把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生0.58g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入0.5mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如下图所示。试回答：,（1）混合物中各物质的物质的量：NaOH是mol，AlCl3是mol，MgCl2是mol。（2）C点所加的盐酸的体积是ml。,0.065,0.01,0.01,130,思维拓展,.,26,四、有关计算根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量二者反应产物Al(OH)3能和强碱继续反应，其计算规律如下:,当n(OH-)3n(Al3+)时，nAl(OH)3=13n(OH-)当3n(Al3+)n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)当n(OH-)4n(Al3+)时，nAl(OH)3=0,无沉淀,.,27,根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量,当n(Al3)3nAl(OH)3分上述二种情况讨论,.,28,根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量,.,29,根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量,（考查单质铝的性质）将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成4份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A.3molL-1HClB.4molL-1HNO3C.8molL-1NaOHD.18molL-1H2SO4,A,在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不能产生H2，加入NaOH溶液，只有Al与之反应，加入盐酸，镁和铝都与盐酸反应生成H2，所以生成的H2的量最多。,方法指导：本题主要考查Mg、Al与硝酸的反应以及Al和浓硫酸发生钝化的性质,物质的量浓度为18molL-1的H2SO4，是质量分数约为98%的浓H2SO4，不了解易造成失误。,（考查含铝化合物的性质）将AlCl3溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中所含铝元素与溶液中所含铝元素相等，则原AlCl3与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是()A.13B.32C.14D.27,D,溶液中的Al元素可能有两种存在形式（1）若AlCl3过量，溶液中以Al3+形式存在,（2）若NaOH过量，溶液中以AlO-2形式存在,c(AlCl3)c(NaOH)=(1+1)3=23,c(AlCl3)c(NaOH)=1(3+0.5)=27,方法指导：本题主要考查Al3+、Al(OH)3、AlO-2的相互转化，注意：。,（考查铝的化合物知识的综合运用）三位同学设计了以下由废铝屑制取纯净的氢氧化铝的方案：提示：,Al3+3AlO-2+6H2O4Al(OH)3,制备相同物质的量的氢氧化铝，消耗酸和碱最少的方案是，按最优方案，每制备1molAl(OH)3，至少消耗3mol/LH2SO4溶液mL,6mol/LNaOH溶液mL。,125,125,用碱n(OH-)=n(AlO-2)=34nAl(OH)3，用酸n(H+)=3n(Al3+)=314nAl(OH)3。,方法指导：Al3+、Al（OH）3、AlO-2之间的相互关系是综合性试题中经常涉及的知识点，Al3+存在于强酸性，AlO-2存在于强碱性，Al（OH）3存在于中性或弱酸弱碱的条件，也就是说，改变酸碱性就可改变铝元素的存在状态。,.,37,铝与酸、碱的反应,.,38,.,39,甲、乙两烧杯中各盛有100mL3molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为()A5.4gB3.6gC2.7gD1.8g思路点拨利用极值法分析，若盐酸恰好完全反应耗Al2.7g；NaOH恰好完全反应耗Al8.1g。当Al2.7g时，Al完全溶解生成H2之比为11；当Al8.1g时，Al足量生成H2之比为13；现生成H2之比为12。,.,40,听课记录其反应原理分别为：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对NaOH来说是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H26mol3mol3molL10.1L0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol20.3mol2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227g3mol54g0.3mol即投入的铝粉为5.4g。【答案】A,.,41,例1(2009上海高考)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图反应中镁和铝的()A物质的量之比为32B质量之比为32C摩尔质量之比为23D反应速率之比为23,.,42,名师精析由关系式：MgH2,2Al3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al物质的量之比为32，故A项正确二者质量之比为43，摩尔质量之比为89，反应速率之比为32.,答案A,.,43,金属与酸或碱反应的实质是金属失电子，金属失去的电子数等于生成H2中的氢原子数，常用的方法有守恒法和平均值法(即求混合金属的平均相对原子质量),.,44,练习1将5.4gAl投入200.0mL2.0molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为()AHNO3溶液BBa(OH)2溶液CH2SO4溶液DHCl溶液,.,45,答案：D,解析：5.4gAl即为0.2mol,200.0mL2.0molL1的溶液中所含的溶质为0.4mol，在A选项中硝酸与Al反应没有H2生成在B选项中Al和Ba(OH)2反应是2AlBa(OH)22H2O=Ba(AlO2)3H2，可以看出金属无剩余，是Ba(OH)2过量在C选项中根据电子守恒，0.2mol的铝可提供电子0.6mol，而0.4mol的硫酸可提供H0.8mol，Al不剩余D选项中0.4molHCl提供0.4molH，而0.2molAl需0.6molH，Al有剩余,.,46,2有两种金属的混合物7g，与足量稀盐酸反应后放出标准状况下H25.6L，则混合物不可能的组合是()AZn、FeBFe、MgCMg、ZnDMg、Al,.,.,47,答案：AD,解析：7g金属生成0.25molH2，共转移0.5mol电子所以混合物的平均摩尔电子质量为7g0.514g，混合物组分的摩尔电子质量，其一必大于14g，另一必小于14g选项中各金属的摩尔电子质量为Zn：32.5g，Fe：28g，Mg：12g，Al：9g，显然，不可能的组合是A、D.,.,48,铝及其化合物的性质及转化关系,.,49,(3)Al(OH)3溶于强碱溶液，不溶于氨水；溶于较强的弱酸如(CH3COOH)及强酸溶液，但不溶于CO2的水溶液。(4)Al(OH)3的实验室制法,.,50,.,51,3“铝三角”转化及Al(OH)3沉淀的分析(1)“铝三角”转化关系,(2)可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素存在形态分析,.,52,.,53,例2在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，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，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比(),A61B31C21D12,.,54,答案D,.,55,3向含有amol氯化铝的溶液中加入含有bmol氢氧化钠的溶液，生成沉淀的量可能是()amolbmola/3molb/3mol0(4ab)molABCD,.,56,答案：C,.,57,酸碱抵消法在计算中的应用,Al和Al2O3的混合物15g，加入稀H2SO4150mL，在标准状况下放出氢气1.68L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3恰好完全转化为Al(OH)3沉淀，需要消耗3molL1的NaOH溶液200mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为()A2.25molL1B2molL1C0.3molL1D0.6molL1,.,58,听课记录,【答案】B,.,59,4(2011年无锡质检)将Mg、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量为()A4.32gB4.68gC5.36gD6.38g,.,60,.,61,答案：B,.,62,答案：C,.,63,2(2008年高考广东化学)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，消耗碱量最多的是()AAlBAl(OH)3CAlCl3DAl2O3解析：m(Al)m(NaOH)2740；mAl(OH)3m(NaOH)7840；m(AlCl3)m(NaOH)33.37540；m(Al2O3)m(NaOH)5140。所以相同质量的各物质，消耗碱量最多的是Al。答案：A,.,64,3由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转换关系，已知C为密度最小的气体，甲是电解质。,.,65,根据图示转化关系回答