2019版高考化学总复习 专题 镁铝图像问题导学案.doc

镁铝图像问题考点剖析一、用数形结合思想分析Al(OH)3的图像1把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量(1)现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应的离子方程式：AB：Al33OH=Al(OH)3；BD：Al(OH)3OH=AlO2H2O。2把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。(2)有关反应的离子方程式：AB：Al34OH=AlO2H2O；BC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。3把强酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应的离子方程式：AB：AlOHH2O=Al(OH)3；BD：Al(OH)33H=Al33H2O。4向强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。(2)有关反应的离子方程式：AB：4HAlO=Al32H2O；BC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。5把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量OA反应：2KAl(SO4)23Ba(OH)2=2Al(OH)33BaSO4K2SO4；AB反应：2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2=BaSO42KAlO24H2O。6向等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量OA反应：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2；AB反应：Al(OH)3OH=AlO2H2O。注意：(1)分析图像时要注意加入酸或碱的强弱。因为强酸、强碱会使Al(OH)3溶解，而弱酸、弱碱不能使Al(OH)3溶解。(2)强酸、强碱使Al(OH)3溶解的图像中要注意加入的量和加入的顺序，因为滴加顺序不同，产生的现象可能不同。(3)若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中。(4)领悟2个数量关系。沉淀Al3所需n(OH)与Al(OH)3溶解所需n(OH)的比为31。Al(OH)3溶解所需n(OH)nAl(OH)3。二、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考向分析考向一、关于铝的化合物的图像分析【典型例题1】下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是( )A向1 L浓度均为0.1 molL1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向AlCl3溶液中滴加过量氨水【答案】A【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2的混合液中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时AlO参加反应，再加1.5 L H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为31，而图像上看到的是11，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，横坐标应为31，从图像上看到的是21，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。方法指导：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、AlO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)21。图B中，若已知原溶液中含有Mg2。则可推出：n(Mg2)n(Al3)11。 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)211。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。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。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。考向二、利用Al(OH)3图像进行的相关计算典例2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溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl与SO的物质的量之比为( )A13 B23C61 D31解析：选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)21，所以，n(Cl)n(SO)61。方法指导：破解Al(OH)3图像计算的技巧当横坐标为NaOH溶液，纵坐标为沉淀的物质的量(或质量)时，可利用Al(OH)3溶于NaOH溶液的“量”的关系来计算。原溶液中Al3的物质的量：沉淀溶解过程中消耗NaOH的物质的量与沉淀中Al(OH)3的物质的量或原溶液中Al3的物质的量相等。抓住这一定量关系可迅速破题。例如，向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液的图像如右所示。则AB段为Al(OH)3溶于NaOH的过程，原溶液中n(Al3)nAl(OH)3(0.60.5)mol0.1 mol，n(Mg2)0.1 mol。对点训练1Zn(OH)2是两性氢氧化物，和强酸反应时生成Zn2+，跟强碱反应时生成ZnO22-现有三份等物质的量浓度、等体积的MgCl2、ZnCl2、AlCl3溶液(配制时均加入少量盐酸)，现将一定浓度的NaOH溶液，分别滴入三种溶液中至过量，NaOH溶液的体积x(mL)与生成沉淀的物质的量y(mol)的关系如下图所示，则与MgCl2、ZnCl2、AlCl3三种溶液一一对应的正确图象是( ) A B C D【答案】C2向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液下列图象中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)( )A B C D【答案】D【解析】因横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量，则向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，发生Mg2+2OH-Mg(OH)2、Al3+3OH-Al(OH)3，则沉淀的质量一直在增大，直到最大；然后发生Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O，沉淀的质量减少，但氢氧化镁不与碱反应，则最后沉淀的质量为一定值，显然只有D符合，故选D。3将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL pH=14的溶液，然后用1mol/L的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列选项正确的是( )A原合金质量为0.92g B标准状况下产生氢气896mL C图中V2为60mL D图中m值为1.56g 【答案】D4已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3向浓度均为0.1molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是( )A BC D【答案】C 5把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示试回答：（1）A点的沉淀物的化学式为_，理由是_；（2）原混合物中MgCl2的质量是_g，AlCl3的质量是_ g，NaOH的质量是_g；（3）C点HCl溶液的体积为_mL。【答案】（1）Mg(OH)2 因为加入10.0mlHCl恰好中和过量的NaOH，再加HCl沉淀增多，说明Al(OH)4-转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2 （2） 1.9 2.67 5.2 （3）130【解析】向所得浊液中，逐滴加入1mol/L盐酸，由加入盐酸的体积和生成沉淀的质量关系图分析：0-10ml，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量不变，说明A点沉淀是Mg(OH)2，mMg(OH)2=1.16g，NaOH、AlCl3、MgCl2组成的混合物，溶于足量水发生反应是：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl；AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O，NaOH有剩余，溶液是NaCl、NaAlO2和NaOH的混合液，该阶段发生反应是：NaOH+HCl=NaCl+H2O；10ml处，加入10ml盐酸刚好中和未反应的NaOH，溶液为NaCl、NaAlO2；10ml-30ml，即A点B点，随盐酸的体积增加，生成沉淀的质量增加，该阶段发生反应是：NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl，离子方程式是：H2O+AlO2-+H+=Al(OH)330ml处，NaAlO2与盐酸恰好反应，需盐酸体积为：30ml-10ml=20ml，沉淀质量达到最大，溶液为NaCl溶液；30ml-C点，随盐酸的体积增加，沉淀的质量减少，发生反应是：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O；C点，Mg(OH)2和Al(OH)3完全反应，溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液（1）分析判断A处的沉淀为氢氧化镁，因为加入10.0mlHCl恰好中和过量的NaOH，再加HCl沉淀增多，说明Al(OH)4-转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2；（2）选30ml处，计算NaOH的质量，此时，溶液为NaCl溶液，溶液中Cl-来源于原混合物中的AlCl3、MgCl2和加入的30mlHCl，溶液中Na+来源于原混合物中的NaOH NaAlO2 +HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl 0.02mol 0.02L1mol/L=0.02mol 由Al原子守恒得原混合物中n(AlCl3)=n(NaAlO2)=0.02mol，氯化铝的质量=0.02mol133.5g/mol=2.67g；由Mg原子守恒得原混合物中n(MgCl2)=nMg(OH)2=0.02mol，氯化镁的质量=0.02mol95g/mol=1.9g；由Na+离子和Cl-离子守恒得，原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02mol2+0.02mol3+0.03L1mol/L=0.13mol，氢氧化钠的质量=0.13mol40g/mol=5.2g；（3）C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：n(HCl)=n(NaOH)=0.13mol；P点所表示盐酸的体积为： V=0.13L=130ml。