高考化学三轮冲刺有关铝的图像问题探究导学案含解析

高考化学三轮冲刺有关铝的图像问题探究导学案含解析

三轮冲刺有关铝的图像问题探究导学案 一、考点剖析 ‎1．四个基本图像 ‎(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的分析：‎ 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH溶液至过量 向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(有但即溶)→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↓‎ Al(OH)3+OH−===+2H2O Al3++4OH−===+2H2O ‎3+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的分析：‎ 操作 向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子 方程式 ‎+H++H2O===Al(OH)3↓‎ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O ‎+4H+===Al3++2H2O Al3++3+6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎2．四个拓展图像 ‎(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。‎ ‎(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入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 ‎3．突破Al(OH)3沉淀图像的三个秘诀 ‎(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。‎ ‎(2)掌握Al3+、Al(OH)3、三者之间的转化关系：‎ ‎(3)明晰Al3+溶液中加碱(OH−)的几种常见变形图像，如：‎ 图A中，n(H+)∶n(Al3+)=2∶1。‎ 图B中，若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出：n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶1。‎ 图C中，若已知原溶液中含有H+和Mg2+，则可推导出：n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1∶1。‎ ‎①分析图像或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱，还要注意加入的量和滴加的顺序，因为滴加的顺序不同可能产生的现象不同。‎ ‎②若产生的沉淀有多种，应仔细分析相关量之间的关系，要特别注意沉淀是否同步生成，沉淀是否溶于所加入的过量试剂中，同时注意纵横坐标的意义。‎ ‎③对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作；只有抓住一些关键点(最高点、最低点、转折点等)和变化趋势，才能顺利地解决图像问题。‎ ‎【典例】向含MgCl2、AlCl3均为n mol的混合液中逐滴加入NaOH溶液至过量，有关离子沉淀或沉淀溶解与pH关系如下表：‎ 离子 Mg2+‎ Al3+‎ 物质 Al(OH)3‎ 开始沉淀时的pH ‎8.93‎ ‎3.56‎ 开始溶解时的pH ‎8.04‎ 完全沉淀时的pH ‎10.92‎ ‎4.89‎ 完全溶解时的pH ‎12.04‎ 下列表示生成沉淀与加入NaOH的物质的量关系的图像中，关系正确的是中/华-资*源%库 ‎【答案】C ‎【解析】当Al3+完全沉淀时，溶液的pH=8.04，而镁离子开始沉淀的pH=8.93，则Al3+完全沉淀时Mg2+还没有开始沉淀；即：当Mg2+‎ 开始沉淀时，已经有部分氢氧化铝开始溶解；镁离子完全沉淀的pH=10.92，氢氧化铝完全溶解的pH=12.04，则当Mg2+完全沉淀时，氢氧化铝还没有完全被溶解，所以正确的图象应该是C；答案选C。‎ 对点训练 ‎1．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，原溶液中含有的阳离子是 A．Mg2+、Al3+、Fe2+ B．H+、Mg2+、Al3+‎ C．H+、Ba2+、Al3+ D．只有Mg2+、Al3+‎ ‎【答案】B ‎【解析】A．由于是“无色溶液”，故一定没有Fe2+，故A错误；B．根据图示，先加入氢氧化钠溶液，没有现象，之后逐渐生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝溶解，故B正确；C．由于图示中，一定有不溶于氢氧化钠的沉淀，C中离子加入过量氢氧化钠，没有沉淀生成，故C错误；D．由于开始是没有沉淀生成，B中离子中，加入氢氧化钠就会生成沉淀，故D错误。故选B。‎ ‎2．向Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3 的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量。下列图象中，能正确表示上述反应的是 ‎【答案】D ‎【解析】向Fe2(SO4)3 和Al2(SO4)3 的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量后氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠，氢氧化铁不溶，所以选项D中图像符合，答案选D。‎ ‎3．‎ 向甲溶液中加入（或通入）乙溶液（或气体），生成的沉淀的量与加入的乙的量的关系符合如图的是 选项 A B C D 甲 Al2(SO4)3‎ NaAlO2‎ AlCl3‎ Ca(OH)2‎ 乙 NH3‎ HCl NaOH CO2‎ ‎【答案】C ‎【解析】图象的意义是：随着乙的不断加入，反应开始气体或沉淀逐渐增加，当达到最大量时，随着乙的不断加入，反应生成的气体或沉淀逐渐减少直至为0，并且产生最大量的气体或者沉淀消耗乙的量是将所有的气体或沉淀消耗完毕所消耗的量的3倍。A、氨气通入到Al2(SO4)3中，会产生白色沉淀，直到最大量，但是氢氧化铝不溶于氨水中，沉淀量不会减少，不符合图象，A错误；B、1 mol偏铝酸钠中加盐酸时，产生最大量的氢氧化铝沉淀消耗盐酸1 mol，将所有的沉淀消耗完毕所消耗盐酸的量为3 mol，前后量之比是1∶3，不是3∶1，所以不符合图象，B错误；C、氯化铝和氢氧化钠反应，产生最大量的氢氧化铝沉淀消耗盐酸3 mol，将所有的沉淀消耗完毕所消耗盐酸的量为1 mol，前后量之比是3∶1，符合图象，C正确；D、氢氧化钙与二氧化碳反应生成的碳酸钙沉淀以及碳酸钙和二氧化碳继续反应将沉淀消耗完毕的两个过程中，消耗的二氧化碳的量之比是1∶1，所以不符合图象，D错误，答案选C。‎ ‎【名师点睛】该题涉及知识点较多，要求学生有将图象信息转换为化学信息的能力，同时对化学知识必须十分熟练，才可能快速解题。注意掌握图像的答题技巧：①看面：弄清纵、横坐标的含义。②看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。③看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。‎ ‎4．向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是（ ）‎ A．图中C点铝元素存在形式是 B．向D点溶液中通人CO2气体，立即产生白色沉淀 C．原混合液中c∶c(AlCl3)=1∶2‎ D．OA段反应的离子方程式为：3Ba2++2Al3++8OH−+3===3BaSO4↓+2+4H2O ‎【答案】D ‎【解析】向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液与Ba(OH)2溶液反应的实质是Al3+与OH−、Ba2+与之间的离子反应，如下：Ba2++===BaSO4↓，Al3++3OH−===Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH−===+2H2O，假设1 mol Al2(SO4)3中完全被沉淀所需Ba(OH)2量为3 mol，提供6 mol OH−，1 mol Al2(SO4)3中含有2 mol Al3+，由反应Al3++3OH−===Al(OH)3↓可知，2 mol Al3+完全沉淀，需要6 mol OH−，故：从起点到A点，可以认为是硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，A点时 完全沉淀，A~B为氯化铝与氢氧化钡的反应，B点时溶液中Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质为BaCl2，B~C为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C点时氢氧化铝完全溶解。A、C点时氢氧化铝完全溶解，转化为偏铝酸盐，故C点铝元素存在形式是，A正确；B、D点的溶液中含有Ba2+、，通入二氧化碳立即产生碳酸钡、氢氧化铝沉淀，B正确；C、前3 L Ba(OH)2溶液与溶液中Al2(SO4)3反应，从3 L~6 L为Ba(OH)2溶液与溶液中AlCl3反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为3 L×1 mol/L=3 mol，由生成硫酸钡可知3n= n ，故n=1 mol，由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可知3n(AlCl3)=2n =6 mol，故n(AlCl3)=2 mol，故原溶液中原混合液中c∶c(AlCl3)=1∶2，C正确；D、OA段实质为硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，反应离子方程式为：3Ba2++2Al3++6OH−+3===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓，D错误；答案选D。‎ ‎5．把一块镁铝合金投入到20 mL 1 mol/L的HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是 A．镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力，它不溶解在任何酸、碱或盐中 B．c值越大，合金中Al的含量越高 C． b值越大，合金中Mg的含量越高 D．假设c=25，整个实验过程中，只发生了4个离子反应 ‎【答案】B ‎【解析】A，镁铝合金表面形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力，但MgO、Al2O3、Mg、Al都可与H2SO4等反应，Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中，故A错误；B，根据图示，c值越大，溶解Al (OH)3消耗的NaOH越多，说明合金中Al的含量越高，故B正确；C，b点对应的沉淀为Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，溶液中只有氯化钠，故b为固定值20 mL，继而无法判断合金中Mg的含量，故C错误；D，根据图示，当c=25时，整个反应过程中主要包含Mg、Al分别与盐酸的反应，H+与OH−的反应，Mg2+、Al3+分别与OH−的反应，Al(OH)3与OH−的反应，主要有6个离子反应，故D错误。‎