《从铝土矿到铝合金》文字素材5

111江苏省江阴市祝塘中学必修1“镁 铝”图像题解析（214415 江阴） 江苏省江阴市祝塘中学 赵忠波学习“镁 铝及化合物”的有关知识时，我们接触到最多的图像题，不少同学在解答这一部分习题，往往由于理解分析的不够准确，知识应用不熟练，而出现差错。利用图形相结合的方法，可在解决问题时起到事半功倍的效果。下面举几例进行剖析：一、向溶液中滴加溶液至过量OA段：AB段：从图1不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧化钠溶液的体积有两种情况：一是氯化铝过量即加入的氢氧化钠不足；二是加入的氢氧化钠将生成的氢氧化铝溶解了一部分。图1例1. 向30毫升1 mol/L的溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的溶液，若产生0.78克白色沉淀，则加入的溶液的体积可能为（ ）A. 3mLB. 7.5mLC. 15mLD. 27.5mL解析：已知，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一氢氧化钠不足，二氢氧化钠过量。由两者反应的离子方程式知：当碱的量不足时：当碱过量时：故此题答案为：B、D。例2. 向含有的溶液中加入含的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（ ）（1）a mol（2）b mol（3）（4）（5）0 mol（6）A. （1）（2）（4）（5）（6）B. （1）（4）（5）（6）C. （1）（2）（3）（5）（6）D. （1）（3）（5）解析：（1）当时，或。（2）当时，。（3）当时，答案：B 例3. 等体积的和两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则和两种溶液的物质的量浓度之比是（ ）（1）1：3（2）2：3（3）1：4（4）2：7A. （1）和（2）B. （1）和（3）C. （2）和（4）D. （3）和（4）解析：溶液中铝元素的存在形式可以是或。故当溶液中与物质的量之比为1：1时，当溶液中与的物质的量之比为1：1时，。答案：C【练习】将3 mol/L 溶液滴入到25 mL一定浓度的溶液中。图2是整个过程的数学分析曲线。其中横轴表示加入的物质的量，纵轴表示产生的沉淀物质的量。据图示回答下列问题：（1）图中A点表示的意义是_。B点表示的意义是_。（2）当C点从O点向A点运动时，表示随的不断加入，沉淀量逐渐_。OA曲线表示的离子反应是_，由此可得A点的坐标为_；当C点从A点向B点运动时，表示_。AB曲线表示的离子反应为_，由此可得B点的坐标为：_。（3）由上述分析，可求得溶液中离子的浓度为_mol/L。（4）由上可知：生成沉淀的量随加入的的量而改变，可以把它们表示成函数的关系。若以加入的的物质的量x为自变量，以生成的沉淀的物质的量y为因变量，当C点处于OA段时函数表达式为：_（带定义域）；当C点处于AB段时函数表达式为：_（带定义域）。（5）利用上述所得结果，填写表1。表1加入溶液的体积/mL5.010.012.0产生的沉淀的质量/g二、向强碱溶液中滴入铝酸盐溶液，先无沉淀，当全部转化为时，再加入铝盐溶液，则偏铝酸盐与铝盐溶液发生了相互促进水解的反应，产物都是。如图3所示：图3发生反应的离子方程式为：OA段：AB段：例3. 下列各组溶液，不用其他试剂即能鉴别开的是（ ）A. 和B. 和C. 和D. 和解析：从图1与图3的图像差别上不难看出当向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液时现象是先产生白色胶状沉淀，随碱液的加入沉淀又不断消失；而向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液时，开始无明显现象后来出现白色胶状沉淀。故此题答案为C、D。三、向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液（I）向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到时，产生最大沉淀量如图4所示。图4（II）向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图5所示，离子反应方程式为：图5由图4与图5不难看出，氢氧化铝沉淀是不溶于弱碱氨水中的。四、I：向偏铝酸盐溶液中滴入强碱当时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀逐渐溶解。如图6所示。图6II：向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液至过量滴入的偏铝酸钠先与盐酸反应生成沉淀，继而马上被盐酸溶解，反应方程式为：继续滴加的则与发生水解反应，离子方程式为：沉淀量的变化可用图7表示。图7五、向溶液中通入由于产生的沉淀不溶解在碳酸中，产生的沉淀不消失，如图8所示。图8六、向溶液中滴加溶液现象是先产生沉淀，继续滴加盐酸沉淀部分溶解，其离子反应方程式为：图9例4. 现有200 mL 和的混合溶液，其中，要使转化为，并使与分离开，至少需要4 mol/L的溶液的体积为（ ）A. 140mLB. 120mLC. 100mLD. 80mL解析：由题意 需则需答案：D例5. 将一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L的溶液至过量，生成的沉淀质量与加入的溶液的体积关系如图10所示。求：（1）原合金中Mg、Al质量各多少克。（2）物质的量浓度。图10解析：由图10可知，11.6g是沉淀的质量，是的质量，当时，中和，无沉淀生成。（1） 24g58g m(Mg)11.6g（2）当时，此时全部以沉淀的形式存在，则溶液中，所以。答案：（1）Mg：4.8g；Al：2.7g （2）例6. 图11是向混合液中依次加入M和N时生成沉淀的物质的量与加入的M和N的体积关系图（M、N各表示盐酸或氢氧化钠溶液中的一种），以下结论不正确的是（ ）A. 混合溶液中B. 混合液中C. V之前加溶液，V之后加盐酸D. 这种盐酸与溶液中溶质的物质的量浓度相同图11解析：依所学知识，很容易判断C是正确的。设物质的量为1 mol，则生成为 1 mol，AB段溶解过程消耗NaOH也是1 mol（据反应式），由图推知OV段每等份相当于NaOH量为1 mol，那么OA段生成消耗NaOH应是3 mol，即3等份，则余下两等份即2 mol应生成所消耗NaOH量，故为1 mol，也应是1 mol，由此可判断A也是正确的，则B错误。对于D选项，可分析图像AB，BC两段，前者消耗沉淀后者生成沉淀，从而有关系式：，故可推知，又两段消耗溶液体积相等，因此不难得出结论：D选项也是正确的，错误选项只有B。七、向明矾溶液中滴加溶液当向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液时，在生成氢氧化铝沉淀的同时生成硫酸钡沉淀，现象是先生成白色沉淀，继续滴加时沉淀部分消失，所发生的化学反应有：当溶液中的完全沉淀时：当溶液中的完全沉淀时：其生成沉淀的量与加入碱的体积关系如图12和图13所示。例7. 向明矾溶液里滴加溶液，当恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式是（ ）A. 一部分为沉淀，一部分以形式存在于溶液中B. 一部分为沉淀，一部分以形式存在溶液中C. 全部为沉淀D. 几乎全部以形式存在于溶液中解析：从上图不难看出，当完全沉淀时，生成的氢氧化铝沉淀恰好完全溶解，故此题答案为D。111