通用版2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物3.2难点专攻碳酸钠碳酸氢钠及氢氧化铝的图像学案含解析.doc

第2课时难点专攻碳酸钠、碳酸氢钠与氢氧化铝的图像问题考点一有关Na2CO3、NaHCO3的图像分析1数形结合理解Na2CO3、NaHCO3与HCl反应a代表未生成气体时，消耗的HCl的物质的量；b表示从开始生成气体到气体量达到最大值时消耗的HCl的物质的量；c代表生成CO2的物质的量。反应类型图像离子反应(按反应先后顺序书写)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸HCOH=CO2H2O向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸HCO=HCO、HCOH=CO2H2O向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸OHH=H2O、HCO=HCO、HCOH=CO2H2O向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸HCO=HCO、HCOH=CO2H2O2CO2与NaOH反应后的溶液中溶质组成分析将CO2通入NaOH溶液，依据的大小，溶质组成可能有四种情况，如图数轴所示： 典例将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸，所加盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)的关系如图所示：(1)加入35 mL盐酸时，产生CO2的体积为(标准状况)_mL。(2)溶液中所含溶质及物质的量为_。解析(1)由图像所示消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知，该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3。OA段H先与OH反应生成H2O，待OH消耗完，H再与CO反应生成HCO。AB段发生反应HHCO=CO2H2O，加入35 mL盐酸时，产生的n(CO2)n(H)(3525)mL103 LmL11 molL10.01 mol，则V(CO2)22.4 Lmol10.01 mol0.224 L224 mL。(2)由HCO=HCO及HHCO=CO2H2O可知，n(CO)(4525)mL103 LmL11 molL10.02 mol，故OA段与H反应的OH为25 mL103 LmL11 molL10.02 mol0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。答案(1)224(2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol备考方略依据图像特点判断溶质成分的方法(1)若a0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为NaHCO3(2)若V(Oa)V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为Na2CO3(3)若V(Oa)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH(4)若V(Oa)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3综合训练1向一定量的K2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中离子数目也相应地发生变化。如图所示四条曲线与溶液中的离子的对应关系，完全正确的是()Aa：K；b：HCO；c：CO；d：ClBa：K；b：CO；c：HCO；d：ClCa：K；b：CO；c：Cl；d：HCODa：K；b：HCO；c：Cl；d：CO解析：选B向一定量的K2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌，a一直不变，那么a表示的是K，b逐渐减小，当减小到0时，c又开始减小，b表示的是CO，CO和H反应生成HCO，当CO反应完后，H和HCO反应，所以c表示HCO，d从0一直不断地增大，d是Cl。2向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且图中分别有OAAB。则下列分析与判断不正确的是()AM中只有一种溶质的有和BM中有两种溶质的有和C图显示M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)D图显示M中的溶质为NaOH和Na2CO3解析：选C发生的反应为NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，由方程式可知Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸与NaHCO3反应消耗盐酸体积相等。A项，图中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种，为NaHCO3，图中OAAB，说明溶质只有Na2CO3，正确；图中OAAB，说明含有NaOH和Na2CO3两种溶质，B、D项正确；C项，图中OAAB，说明含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，当AB2OA时，M中c(NaHCO3)2OA时，M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)，错误。3.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 molL1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是()A原NaOH溶液的浓度为0.2 molL1B通入CO2在标准状况下的体积为448 mLC通入CO2后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)n(Na2CO3)13D通入CO2后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)11解析：选A当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOHCO2=Na2CO3H2O或NaOHCO2=NaHCO3。再加入盐酸100 mL时，无论是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3都会生成NaCl，当盐酸体积为100 mL时，n(Na)n(Cl)，所以n(NaOH)n(HCl)0.02 mol，溶质为NaCl时所用NaOH溶液和盐酸的体积相同，那么浓度也相同，即原NaOH溶液的浓度为0.2 molL1，A项正确。盐酸由25 mL滴至100 mL时，发生的反应为NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消耗盐酸0.015 mol，生成CO2 0.015 mol，故通入CO2后溶液的溶质为Na2CO3和NaHCO3；设通入CO2后所得溶液中的Na2CO3为x mol，NaHCO3为y mol，根据原子守恒：2xy0.02、xy0.015，解得x0.005，y0.01，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)n(Na2CO3)21，C、D项错误。根据碳原子守恒，通入CO2在标准状况下的体积为336 mL，B项错误。考点二有关Al(OH)3的图像分析与计算1可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像滴加顺序向Al3中滴加OH向OH中滴加Al3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)沉淀渐多最多不消失图像离子方程式OA段Al33OH=Al(OH)34OHAl3=AlO2H2OAB段Al(OH)3OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)32偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像滴加顺序向AlO中滴加H向H中滴加AlO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)沉淀渐多最多不消失图像离子方程式OA段AlOHH2O=Al(OH)34HAlO= Al32H2OAB段Al(OH)33H=Al33H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)31向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量图像离子方程式Al33NH3H2O= Al(OH)33NH或Al33AlO6H2O=4Al(OH)32向NaAlO2溶液中通入CO2或加入AlCl3至过量图像离子方程式AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO或3AlOAl36H2O=4Al(OH)33向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量图像离子方程式OA段HOH=H2OAB段Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3BC段Al(OH)3OH=AlO2H2O4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)图像离子方程式OA段Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3AB段Al(OH)3OH=AlO2H2OBC段AlOHH2O=Al(OH)3CD段Al(OH)33H=Al33H2O Mg(OH)22H=Mg22H2O5向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量图像离子方程式OA段HOH=H2OAB段Al33OH=Al(OH)3Mg22OH=Mg(OH)2BC段NHOH=NH3H2OCD段Al(OH)3OH=AlO2H2O6把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量图像离子方程式OA段2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4AB段2Al(OH)3SOBa22OH=BaSO42AlO4H2O典例向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 molL1 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AlOB向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀C原混合溶液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)12DOA段反应的离子方程式为2Al33SO3Ba28OH=2AlO3BaSO44H2O解析 C点生成BaSO4(3 mol)沉淀和Ba(AlO2)2，此时铝元素以AlO的形式存在，A正确；D点溶液溶质为Ba(AlO2)2和Ba(OH)2，通入CO2气体，立即产生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正确；B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀，此时Al(OH)3的物质的量为7 mol3 mol4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3物质的量为4 mol1 mol22 mol，即cAl2(SO4)3c(AlCl3)12，C正确；OA段反应的离子方程式为2Al33SO3Ba26OH=3BaSO42Al(OH)3，D错误。答案D备考方略Al(OH)3沉淀图像题的分析方法Al(OH)3可以溶解在强酸、强碱中，但不溶于氨水和碳酸。所以围绕Al3与强酸、强碱的反应存在过量问题。解决过量问题常借助“一种思维”和“两种方法”。(1)“一种思维”极值思维模型(2)“两种方法”一维坐标分析法：结合极值，画出数轴，分段分析；二维坐标分析法：横坐标代表反应物的量，纵坐标代表产物的量，结合极值，分析产物的量随反应物的量的变化情况并画出相应曲线。综合训练1某实验小组对含有Al3的一种未知溶液进行了如下实验分析：顺序实验操作实验现象滴入少量NaOH溶液无明显变化在操作的基础上，继续滴加NaOH溶液产生白色沉淀在操作的基础上，滴入过量的NaOH溶液白色沉淀明显减少实验小组经定量分析，得出如图所示沉淀的物质的量与滴入NaOH溶液体积的关系。下列说法错误的是()A该未知溶液中至少含有三种阳离子B滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 molL1C若溶液中只含三种阳离子且另一种离子为二价金属阳离子，则a10D若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到固体的质量一定为6 g解析：选D由图像信息可知，混合液中至少含有H、Al3和另外一种金属阳离子(其可与NaOH溶液反应生成沉淀，同时沉淀不溶于NaOH溶液)，A项正确；溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的体积为10 mL，由离子方程式Al(OH)3OH=AlO2H2O可知，NaOH溶液的物质的量浓度是5 molL1，B项正确；由图像信息可知，另外一种沉淀为0.15 mol，若溶液中只含三种阳离子且另外一种离子为二价金属阳离子，则消耗的NaOH溶液的体积为60 mL，又因为生成Al(OH)3消耗的NaOH溶液为30 mL，可知沉淀二价金属阳离子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的体积为100 mL，故a11010010，C项正确；由题目已知信息不能确定另外的金属阳离子，故不能确定最终沉淀的质量，D项错误。2.如图所示为向一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为_。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为_。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是_。(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH 溶液体积的关系示意图。解析：(1)分析题中图像可知，OA段表示的是AlCl3和NaOH反应生成Al(OH)3和NaCl 的过程，反应的化学方程式为AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，A点时已参加反应的AlCl3和NaOH 的物质的量之比为13。(2)AB段是Al(OH)3沉淀溶解的过程，反应生成NaAlO2和H2O，离子方程式为Al(OH)3OH=AlO 2H2O。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，发生反应2AlO CO23H2O=2Al(OH)3CO，生成Al(OH)3 白色沉淀。(4)含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中含有NH 的物质的量为0.1 mol，Al3的物质的量为 0.1 mol，逐滴加入5 molL1NaOH 溶液，依次发生反应的离子方程式为 Al3 3OH=Al(OH)3，NHOH=NH3H2O，Al(OH)3OH=AlO2H2O。先生成Al(OH)3沉淀，消耗NaOH的物质的量为0.3 mol，对应溶液体积为0.060 L60 mL；与NH反应的NaOH的物质的量为0.1 mol，对应的溶液体积为0.020 L20 mL；生成的Al(OH)3沉淀的物质的量为0.1 mol，溶解0.1 mol Al(OH)3沉淀需要消耗NaOH的物质的量为0.1 mol，则对应的溶液的体积为20 mL，依据沉淀的物质的量和消耗NaOH溶液的体积画出图像。答案：(1)13(2)Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)生成白色沉淀(4)