2019届一轮复习鲁科版4-专项突破(九)“铝三角”关系与Al(OH)3图像分析教案

2019届一轮复习鲁科版4-专项突破(九)“铝三角”关系与Al(OH)3图像分析教案

‎(九)“铝三角”关系与Al(OH)3图像分析 ‎(对应学生用书第83页)‎ 突破1| “铝三角”关系及应用 ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 ‎2．“铝三角”转化的应用 ‎(1)判断离子共存问题：Al3＋与OH－及[Al(OH)4]－、CO、S2－等弱酸根阴离子；[Al(OH)4]－与H＋、HCO以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。‎ ‎(2)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)‎ ‎①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。‎ ‎②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。‎ ‎3．判断铝元素的存在形式 ‎(1)可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式 ‎(2)可溶性四羟基合铝酸盐与强酸(如HCl)溶液反应，铝元素的存在形式 ‎[高考命题点突破]‎ 命题点　“铝三角”关系及应用 ‎1．(2018·西安名校三检)某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO、SO、HCO、OH－、NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是(　　)‎ A．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H＋、Mg2＋‎ B．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中一定存在：H＋、SO；可能存在Mg2＋‎ C．当溶液中有[Al(OH)4]－生成时，溶液中一定存在：OH－、Ba2＋、NO D．当溶液中有[Al(OH)4]－生成时，溶液中可能存在：OH－、Ba2＋、NO、SO B　[据题意，一定不含有Cu2＋、HCO。当溶液中有Al3＋生成时，原溶液中含有H＋，不可能有NO(产生的气体为NO)、SO、OH－，据电中性原理知其中必定含有SO，于是不能存在Ba2＋、Ag＋，可能含有Mg2＋，A项错误，B项正确；当溶液中有[Al(OH)4]－生成时，原溶液含有OH－，肯定没有H＋、Ag＋、Mg2＋，据电中性原理知其中必定含有Ba2＋，于是不可能含有SO、SO，可能含有NO，C、D项错误。]‎ ‎2．现有100 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2＋)＝2 mol·L－1，c(Cl－)＝7 mol·L－1，要使Mg2＋转化成Mg(OH)2并使Mg2＋和Al3＋分离开来，至少需要4 mol·L－1的NaOH溶液(　　) ‎ ‎【导学号：95160078】‎ A．140 mL　　　　　　 B．120 mL C．200 mL D．80 mL C　[溶液中，n(Cl－)＝0.1 L×7 mol·L－1＝0.7 mol，n(Mg2＋)＝0.1 L×2 mol·L－1＝0.2 mol，所以n(Al3＋)＝0.1 mol，将100 mL此溶液中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀并分离出来，反应后为NaCl、Na[Al(OH)4]的混合液，由原子守恒可知，n(NaOH)＝n(Na)＝n(Cl)＋n(Al)＝0.7 mol＋0.1 mol＝0.8 mol，至少需要NaOH溶液的体积为0.8 mol÷4 mol·L－1＝0.2 L＝200 mL。]‎ ‎3．下列各组物质，只用试管和胶头滴管就可鉴别的是________(填序号)。‎ ‎①Al2(SO4)3溶液与NaOH溶液　②Na[Al(OH)4]溶液与稀盐酸　③AlCl3溶液与氨水　④NaHCO3溶液与稀H2SO4　⑤Na2CO3溶液与稀盐酸　⑥Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液 ‎【答案】　①②⑤‎ ‎[题后归纳]　不用外加试剂，利用滴加法就能鉴别3组物质 (1)铝盐(Al3＋)与强碱(OH－)。(2)四羟基合铝酸盐与强酸(H＋)。,(3)碳酸正盐(CO)与强酸(H＋)。‎ 突破2| Al(OH)3沉淀图像分析 ‎[考纲知识整合]‎ ‎1．四个基本图像 ‎(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子方程式 Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓(AB段) Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－(BC段)‎ Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－(AB段)‎ ‎3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓(BC段)‎ ‎(2)四羟基合铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加四羟基合铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子 方程式 ‎[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(AB段)‎ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(BC段)‎ ‎[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O(AB段)‎ Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓(BC段)‎ 提醒：分析图像时要特别关注各反应阶段的反应原理和比例关系。‎ ‎2．四个拓展图像 ‎(1)向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或Na[Al(OH)4]溶液至过量，图像如图1所示。‎ ‎(2)向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴滴入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。‎ 图1　　　　　　　　　　　　　图2‎ ‎(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图3所示。‎ ‎(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图4所示。‎ 图3　　　　　　　　　　图4‎ ‎[高考命题点突破]‎ 命题点1　Al(OH)3沉淀图像判断 ‎1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的物质的量的关系曲线，下列判断错误的是(　　)‎ A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量 C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示[Al(OH)4]－的物质的量的变化 B　[AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：一种方式是向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，则x表示NaOH的物质的量，B项符合题意；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。]‎ ‎2．下列实验操作对应的图像不正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 图像 A 向MgCl2、AlCl3溶液中(各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液 B 向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液 C 向NaOH、Na[Al(OH)4]溶液中(各1 mol)，逐滴加入HCl溶液 D 向NaOH、Na2CO3混合溶液中(各1 mol)滴加稀盐酸 D　[A项，向MgCl2、AlCl3溶液中加入NaOH溶液，会产生Al(OH)3、Mg(OH)2沉淀，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3沉淀又逐渐溶解，最后只剩余Mg(OH)2沉淀，图像与反应事实符合，正确；B项，向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4‎ Cl溶液中加入NaOH溶液，首先与HCl反应，无沉淀产生，然后产生Al(OH)3、Mg(OH)2沉淀，再生成NH3·H2O，最后Al(OH)3沉淀溶解，只有Mg(OH)2沉淀，图像与反应事实符合，正确；C项，向NaOH、Na[Al(OH)4]溶液中加入HCl溶液，首先与NaOH反应，没有沉淀生成，然后与[Al(OH)4]－反应生成Al(OH)3沉淀，HCl溶液过量后，Al(OH)3沉淀完全溶解，图像与反应事实符合，正确；D项，向NaOH、Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸，首先与NaOH反应，没有气体生成，后与Na2CO3反应生成NaHCO3，没有气体生成，再与NaHCO3反应生成气体，图像与反应事实不符合，符合题意。]‎ 命题点2　Al(OH)3图像中涉及的计算问题 ‎3．将10 g Fe2O3、SiO2、Al2O3的混合物加入足量的100 mL x mol/L稀硫酸中，过滤，然后加入10 mol/L NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列叙述错误的是(　　) ‎ ‎【导学号：95160079】‎ A．滤出的物质为SiO2‎ B．可求出x的值 C．可求出Al2O3的质量分数 D．可求出Fe2O3的质量分数 D　[A项，SiO2与稀硫酸不反应，则滤出的物质为SiO2，不符合题意；B项，当加入NaOH溶液的体积为100 mL时，沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液中溶质为硫酸钠，根据H2SO4～Na2SO4～2NaOH可知n(Na)＝2n(H2SO4)，进而可求出x的值，不符合题意；C项，加入NaOH溶液的体积为110 mL时，氢氧化铝全部溶解，则根据Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]可求出Al2O3的质量分数，不符合题意；D项，由于滤液中过量的酸的量和沉淀的总质量未知，则不能确定氧化铁的质量，符合题意。]‎ ‎4．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为 ‎ (　　)‎ A．1∶3　　　　　　　　 B．2∶3‎ C．6∶1 D．3∶1‎ C　[OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀的生成，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH 0.1 L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH 0.3 L，沉淀Mg2＋消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。]‎ ‎[方法技巧]　Al(OH)3图像中有关定量关系 ‎(1)沉淀Al3＋所需n(OH－)与Al(OH)3溶解所需n(OH－)的比为3∶1。‎ ‎(2)Al(OH)3溶解所需n(OH－)＝n[Al(OH)3]。‎ ‎(3)沉淀[Al(OH)4]－所需n(H＋)与Al(OH)3溶解所需n(H＋)的比为1∶3。‎ ‎(4)Al(OH)3溶解所需n(H＋)＝3n[Al(OH)3]。‎