【正文】
→Na OH 32H2↑ 三個(gè)關(guān)系得知 ( x +3 y2) ∶32y= 3 ∶ 2 ,解得 x ∶ y = 3 ∶ 4 。 即時(shí)鞏固 1 等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中,各加等質(zhì)量的鋁,生成氫氣的體積比為 5 ∶ 6 ,則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是 ( ) A .甲、乙中都是鋁過(guò)量 B .甲中鋁過(guò)量、乙中堿過(guò)量 C .甲中酸過(guò)量、乙中鋁過(guò)量 D .甲中酸過(guò)量、乙中堿過(guò)量 解析 由題意知 n (H2SO4) = n ( Na OH) ,設(shè)均為 1 m ol 。 答案 B 考點(diǎn)二 Al( OH)3的制備與試劑的選擇 1 . 實(shí)驗(yàn)原理 方案一 用鋁鹽 ( Al3 +) 制取 Al( OH)3 加入氨水至沉淀完全,一般不用 Na O H 等強(qiáng)堿。H2O == =A l ( OH)3↓ + 3N H+4 方案二 用鋁屑、燒堿、稀 H2SO4制取 Al( O H)3 方法一 : Al —— →H2SO4Al3 +—— →NH3 每制取 1 m ol Al(OH)3, 方法一耗 H+和 OH-各 3 m ol ;方法二耗 H+和 OH-各 1 m ol ; 方法三耗 H+和 OH-各3/4 m ol 。 2 2 . 實(shí)驗(yàn)步驟 ( 以方案一為例 ) 在試管里加入 10 mL m ol/ L 的 Al2( S O4)3溶液 , 滴加氨水 , 生成白色沉淀 , 繼續(xù)滴加氨水 , 直至不再產(chǎn)生沉淀為止 。 3 . 注意事項(xiàng) ( 1) 氫氧化鋁易溶于強(qiáng)堿而不溶于氨水 , 因此實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁時(shí)一般不用氫氧化鈉等強(qiáng)堿代替氨水 , 以免強(qiáng)堿過(guò)量時(shí)氫氧化鋁溶解 , 或強(qiáng)堿不足時(shí)鋁離子未完全沉淀 。 ( 3) 洗滌的方法是 : 向盛有氫氧化鋁沉淀的過(guò)濾器中倒入適量蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀 , 等水自然流出后 , 再重復(fù)操作 2 ~ 3 次 。規(guī)定必用的藥品如下: 350 g 70 % H2SO4溶液、 Na O H 固體 240 g 、足量鋁屑、水 ( 不能用其他藥品 ) 。三種實(shí)驗(yàn)方案如下: 甲:鋁 ― → 加 Na O H 溶液 ― → 加 H2SO4溶液 ― → W1 g Al( OH)3 乙:鋁 ― → 加 H2SO4溶液 ― → 加 Na O H 溶液 ― → W2 g Al( OH)3 丙: ?????鋁 ― → 加 H2SO4溶液鋁 ― → 加 Na OH 溶液― → W3 g Al( OH)3 試回答: ( 1) 從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析,實(shí)驗(yàn)方案最合理的是 ____ ____ 。 ( 3) 制得 Al( OH)3的最大質(zhì)量是 __________ 。 乙:制取 2 m ol Al(OH)3消耗 H+ 6 m ol , OH- 6 m ol 。 2 2 2 2 即制取 2 m ol Al(OH)3消耗 H+ m ol , OH- m ol 。相同的原料制取的Al(OH)3質(zhì)量應(yīng)是 W3 W1 W2。 答案 ( 1) 丙 ( 2) W 3 W 1 W 2 ( 3 ) 52 0 g 考點(diǎn)三 學(xué)科思想 —— 用數(shù)形結(jié)合思想理解 Al3 +、 A l( OH ) A lO-2三者之 間關(guān)系 及相關(guān)計(jì)算 1 . 把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽 ( A l3 +) 溶液中至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象:先有白色沉淀產(chǎn)生,然后沉淀逐漸溶解。 由兩者反應(yīng)的離子方程式知 Al3 ++ 3 OH-== =A l(OH)3↓ ,Al( OH)3+ OH-== = AlO—+2H2O 當(dāng)堿的量不足時(shí),則 V ( Na OH) = m L ;當(dāng)堿過(guò)量時(shí),則 V ( Na OH) = 3 + 4 L = 27 5 L = m L 答案 B 2 2 . 把鋁鹽 (A l3 +) 溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過(guò)量 (1) 現(xiàn)象:先無(wú)明顯現(xiàn)象,然后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng): A ― → B : Al O-2 + H++ H 2 O == =A l(OH) 3 ↓ B ― → D : Al( O H) 3 + 3H+== =A l3 ++ 3H 2 O ( 3) 圖象 ( 3) 圖象 ( 4) 有關(guān)計(jì)算 ① 根據(jù) NaA l O2和 H Cl 計(jì)算生成 Al ( O H )3的量 ② 根據(jù) Al(OH)3和 Na AlO2的量計(jì)算需要加入的 HCl 的量 HCl 的量 n (HC l) 當(dāng) HCl不足時(shí) n (HC l) = n [A l(OH )3] 當(dāng) HCl過(guò)量時(shí) n (HC l) = n (A lO-2) + 3{ n (A lO-2) -n [A l(OH )3] } = 4 n (A lO-2) -3 n [A l(OH )3] 4. 在強(qiáng)酸溶液中逐滴加入 AlO-2溶液至過(guò)量 ( 1) 現(xiàn)象:先無(wú)明顯現(xiàn)象,反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。 ( 2) 有關(guān)反應(yīng) : O ― → A : 2K Al( S O4)2+ 3Ba(O H)2== =2A l(O H)3↓ +3BaS O4↓ + K2SO4 A ― → B : 2A 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(qiáng)堿溶 液 ( 1) 現(xiàn)象:無(wú)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(wú)色溶液中,已知含有 H+、 Mg2 +、 Al3 +等陽(yáng)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 ) 。注意:Al3 +—— Al( OH)3—— A lO-2圖形是非等腰三角形。請(qǐng)回答: ( 1) 若在滴加 Na OH 溶液的過(guò)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。 ( 2) 若在滴加 Na OH 溶液過(guò)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 。滿(mǎn)足此條件的 a 的取值范圍是 ____ ____ 。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(shí),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 。 (3) 當(dāng)所得沉淀無(wú) Al(O H)3時(shí), NaOH 溶液過(guò)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 。 答案 ( 1) 440 ( 2) 400 ( 3) 12 ≤ a1 實(shí)驗(yàn) 探究 Al 及其化合物的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)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(gè)反應(yīng)。 ( 1) 下表為 “ 鋁與氯化銅溶液反應(yīng) ” 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分: 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 將打磨過(guò)的鋁片 ( 過(guò)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(wú)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(shí)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(lèi)型寫(xiě)出實(shí)驗(yàn) 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方 程式各一個(gè) ( 是離子反應(yīng)的只寫(xiě)離子方