【文章內(nèi)容簡介】 l(OH)3＋ K2SO4＋ Ba(OH)2== =B aSO4↓＋ 2K AlO2＋ 4H2O ( 3) 圖象 6 ． 向 Mg2 ＋與 Al3 ＋的酸性溶液中逐滴加入強堿溶 液 ( 1) 現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象 ― → 出現(xiàn)沉淀 ― → 漸多 ― → 最多 ― → 減少 ― → 不變 ( 2) 反應(yīng) O ― → A ： H＋＋ OH－== =H2O A ― → B ： Al3 ＋＋ 3O H－== = A l ( O H )3↓ Mg2 ＋＋ 2O H－== = M g( O H )2↓ B ― → C ： A l ( O H )3＋ OH－== = A l O－2＋ 2H2O ( 3) 圖象 例 4 某無色溶液中，已知含有 H＋、 Mg2 ＋、 Al3 ＋等陽離子，逐滴加入 N aOH( 溶液 ) ，則消耗 Na OH( 溶液 ) 體積 ( x 軸 ) 和生成沉淀量 ( y 軸 ) 之間的函數(shù)關(guān)系，可用下圖表示，則下列圖中正確的是 ( ) 解析 與 OH－反應(yīng)的能力應(yīng)是 H＋A l3 ＋M g2 ＋( 同濃度下 ) 。此題解法為化學(xué)問題形象數(shù)學(xué)化 ( 量化 ) 。注意：Al3 ＋—— Al( OH)3—— A lO－2圖形是非等腰三角形。 答案 B 即時鞏固 2 將 m ol 的鎂、鋁混合物溶于 100 m L 2 m ol /L 的 H2SO4溶液中，然后再滴加 1 m ol/ L 的 Na OH 溶液。請回答： ( 1) 若在滴加 Na OH 溶液的過程中，沉淀質(zhì)量 m 隨加入 Na OH 溶液的體積 V 變化的關(guān)系如上圖所示。當(dāng) V1＝ 160 m L 時，則金屬粉末中 n ( M g) ＝ ______ __ m ol ， V2＝ ______ m L 。 ( 2) 若在滴加 Na OH 溶液過程中，欲使 Mg2 ＋、 Al3 ＋剛好沉淀完全，則滴 入 Na OH 溶液的體積 V ( Na OH) ＝____m L 。 ( 3) 若混合物仍為 m ol ，其中 Mg 粉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 a ，用 100 m L 2 m ol /L 的 H2SO4溶解此混合物后，再加入 450 m L 1 m ol/ L 的 Na OH 溶液，所得沉 淀中無Al( OH)3。滿足此條件的 a 的取值范圍是 ____ ____ 。 解析 ( 1) 由圖象可知 V1 m L Na OH 溶液是與過量H2SO4反應(yīng)的，則與 Mg 、 Al 反應(yīng)的 H2SO4為： m ol － m ol 12＝ m ol ，設(shè) m ol 的 Mg 、 Al 混合物中Mg 、 Al 的物質(zhì)的量分別為 x 、 y 。則有方程組： ????? x ＋ y ＝ m olx ＋ y ＝ m ol 解得????? x ＝ m oly ＝ m ol 當(dāng)加入 V2 m L Na OH 溶液時，得到 M g( OH)2沉淀和Na AlO2，關(guān)系式為： Mg2 ＋～ 2OH－， Al3 ＋～ 4OH－得 V2＝ 160 m L ＋ 2 m ol ＋ 4 m ol1 m ol/L 103m L/ L ＝ 440 m L 。 (2) 當(dāng) Mg2 ＋、 Al3 ＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na2SO4，關(guān)系式 2NaO H ～ H2SO4得 V (N aOH ) ＝ 100 m L 2 m ol/ L 21 m ol/ L ＝ 400 m L 。 (3) 當(dāng)所得沉淀無 Al(O H)3時， NaOH 溶液過量，反應(yīng)后生成的溶質(zhì)為 Na2SO NaA lO2，則根據(jù) Na 元素守恒有 n (N aOH ) ＝ L 1 m ol /L ≥ L 2 m ol/ L 2 ＋ (1 － a) m ol 。解得 a ≥12，則滿足此條件的 a 的取值范圍是12≤ a1 。 答案 ( 1) 440 ( 2) 400 ( 3) 12 ≤ a1 實驗 探究 Al 及其化合物的性質(zhì)與實驗探究 鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，可以與酸、堿、鹽都發(fā)生反應(yīng)，有的反應(yīng)比較復(fù)雜，可能涉及多個反應(yīng)。 實驗探究 1 某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行研究。 ( 1) 下表為 “ 鋁與氯化銅溶液反應(yīng) ” 實驗報告的一部分： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 將打磨過的鋁片 ( 過量 )放入一定濃度的 CuCl2溶液中 產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色 反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用 紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中 一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色 [ 視其主要成分為 Cu2( O H )2CO3] 按反應(yīng)類型寫出實驗 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方 程式各一個 ( 是離子反應(yīng)的只寫離子方程式 ) 置換反應(yīng) ____________ _ ___________________ ； 化合反應(yīng) ________ ____ ____________________ 。 (2) 用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是 ______________ ___________ 。 解釋此現(xiàn)象的離子方程式是 ___________ _____ _ _ _ _ 。 ( 3) 工業(yè)上可用鋁與軟錳礦 ( 主要成分為 M n O2) 反應(yīng)來冶煉金屬錳。 ① 用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是 ( 用化學(xué)方程式表示 ) ________ _______________________________ 。 ② M n O2在 H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。若將適量 M n O2加入酸化后的 H2O2溶液中， M n O2溶解產(chǎn)生 Mn2 ＋，該反應(yīng)的離子方程式是 ______ _______ _______ ___ ______ ______ 。 解析 ( 1) 由于 C u Cl2溶液中 Cu2 ＋的水解使溶液呈酸性 ，所以會有 2A l ＋ 6H＋== =2A l3 ＋＋ 3H2↑ ， 也有 2A l ＋ 3C u2 ＋== =2A l3 ＋＋ 3C u ； 單質(zhì)銅在潮濕空氣中由紅色變?yōu)榫G色 ， 化學(xué)方程式可寫成 ： 2C u ＋ O2＋ H2O ＋ CO2== =C u2( OH)2CO3。 ( 2) 用石墨作電極，電解 AlC l3溶液，電解的方程式為： 2A lCl3＋ 6H2O ==== =電解2A l(OH)3↓ ＋ 3H2↑ ＋ 3C l2↑ 持續(xù)電解，電解水，陰極： 2H2O ＋ 2e－== =H2↑ ＋ 2 OH－ 從而使陰極區(qū) OH－濃度增大，所以會看到有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失。 ( 3) ① 類似于鋁熱反應(yīng) ② 根據(jù)題意可寫出離子方程式： M n O2＋H2O2＋ 2H＋== = M n2 ＋＋ O2↑ ＋ 2H2O 。 答案 ( 1) 2A l ＋ 6H＋== =2A l3 ＋＋ 3H2↑ 或 2A l＋ 3C u2 ＋== =2A l3 ＋＋ 3C u 2C u ＋ O2＋ H2O ＋ CO2== =C u2( OH)2CO3 ( 2) 生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解至消失 Al3 ＋＋ 3O H－== =A l(OH )3↓ 、 Al( OH)3＋ OH－== =A lO－2＋ 2H2O ( 3) ① 3M n O2＋ 4A l 3M n ＋ 2A l2O3 ② M n O2＋ H2O2＋ 2H＋== =M n2 ＋＋ O2↑ ＋2H2O 高溫 實驗探究 2 為測定某鎂鋁合金 ( 不含其他元素 ) 中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩個學(xué)習(xí)小組設(shè)計了下列兩種不同的實驗方案進(jìn)行探究。請回答下列問題： ( 一 ) 甲組： 實驗方案：鎂鋁合金 ———— —— →足量 Na O H 溶液測定剩余固體質(zhì)量。 實驗步驟： ① 稱量：用托盤天平稱量 g 鎂鋁合金粉末。 ② 溶解：將 ① 中藥品加入燒杯中，用量筒量取至少 ______ m L 1 m ol/L Na OH 溶液加入燒杯中，不斷攪拌，充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 _________________ _ _______ _ 。 ③ 過濾。 ④ 洗滌：若未對過濾所得固體進(jìn)行洗滌，測得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 ________( 填 “ 偏高 ” 、 “ 偏低 ” 或 “ 不變 ” ) ，證明固體已洗滌干凈的方法為 _________________ _ ________ 。 ⑤ 干燥、稱量剩余固體的質(zhì)量。 ( 二 ) 乙組： 實驗方案： 等量 — 鎂鋁合金 足量鹽酸 測定生成氣體的體積 鎂鋁合金 測定生成氣體的體積 足量 NaOH 溶液 實驗裝置如下圖，實驗步驟如下：