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第二讲“铝三角”及其图像



第二讲
【相互转化】 ①

铝三角及其图像

Al3+ ② ④ ③ Al(OH)3
【图像分析】

AlO2-





(1) 向Al3+ 的溶液中加入强碱(OH―)
现象:先出现白色溶液后消失 方程式:Al3 +3OH ==

A l ( O H ) 3 ↓ A l ( O H ) 3 +OH 图像:
+ ― ―

==AlO2 +H2O



(2) 向强碱溶液中加入 Al3+
现象:先没有沉淀后出现并不消失 方程式:Al3 +4OH ==AlO2 +2H2O
+ ― ―

3AlO2 +Al3 +6H2O==4A l ( O H ) 3 ↓
― +

图像:

(3) 向 AlO2― 溶液中加入 H+
现象:先生成白色沉淀,然后白色沉淀逐渐溶解。 方程式:AlO2 +H +H2O==A l ( O H ) 3 ↓ A l ( O H ) 3 +3H ==Al3 +3H2O
+ + ― +

图像:

(4) 向 H+溶液中加入 AlO2―
现象:开始生成的白色沉淀振荡后消失,随后生成的白色沉淀不溶解 方程式:AlO2 +4H ==Al3 +2H2O
― + +

3AlO2 +Al3 +6H2O==4A l ( O H ) 3 ↓
― +

图像:

作业: 例 1、有一定质量的 Mg、Al 合金投入 100 mL 一定物质的量浓度的盐酸溶液中,合金
全部溶液, 向所得溶液中滴加 5 mol/L NaOH 溶液到过量, 生成沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示,求(1) 原合金中 Mg、Al 的质量各是多少?(2) HCl 的浓度是 多少?

解:(1) 设 原合金中 Mg 的质量为 X,Al 的质量为 y Mg -----M g ( O H ) 2 24 x x=4.8 g 58 11.6 y == 2.7 g Al-----A l ( O H ) 3 27 y 78 19.4-11.6==7.8

(2) 当沉淀达到最大值时,则 n(HCl)==n(NaOH)

则 c(HCl)== 5*160/100= 8 mol/L [点击试题]1、0.1molAl 2 ( SO4 ) 3 跟 2mol/L NaOH 溶液 350mL 混合,所得沉淀 的质量为 ( A.78g ) B.15.6g C.7.8g D.3.9g

2. 向 10mL 0.2mol/L 的 AlCl3 溶液中, 逐滴加入未知浓度的 Ba(OH)2 溶液, 测得滴加 15mL 和 45mL 时,所得沉淀同样多,求 Ba(OH)2 溶液的物质的量浓度。

例 2、将 0.1 mol 的镁、铝混合物溶于 100 mL 2mol/LH2SO4 溶液中,然后再滴加 1 mol/L
NaOH 溶液。请回答: ⑴若在滴加 NaOH 溶液的过程中,沉淀质量 m 随加入 NaOH 溶液的体积 V 变化如右图所示。当 V1=160mL 时, 则金属粉末中 n(Mg)= mol,V2=
2+ 3+

mL。

⑵若在滴加 NaOH 溶液过程中,欲使 Mg 、Al 刚好沉淀完全, 则滴入 NaOH 溶液的体积 V(NaOH) mL。

⑶若混合物仍为 0.1 mol,其中 Mg 粉的物质的量分数为 a,用 100 mL 2 mol/L 的硫酸 溶解此混合物后,再加入 450 mL 1mol/L 的 NaOH 溶液,所得沉淀中无 Al(OH)3。满足 此条件的 a 的取值范围是: 解:(1) n(H+)=2*0.1*2==0.4 mol 当 V1=160mL 时,中和过量 H+ 消耗了 OH― 0.16 mol 则与金属反应用去 H+ 0.4—0.16==0.24 mol Al---3H+---Al3+ --3OH― -A l ( O H ) 3 y 3y 设 Mg 的物质的量为 x mol,Al 的物质的量为 y mol Mg--2H+--Mg2+---2OH―--M g ( O H ) 2 x 2x 。

2x+3y==0.24 x+y==0.1

解得,x==0.06 mol y= 0.04 mol

则镁的物质的量为 0.06mol ,铝的物质的量为 0.04mol V2===(0.16+2*0.06+3*0.04)/1==0.44L==440 mL (2) 当沉淀达到最大值时,则 n(HCl)==n(NaOH) 则 NaOH 的体积为 400 mL (3) 若沉淀中无 A l ( O H ) 3 则说明 Al3+全部转化为 NaAlO2 ,则 n(NaOH)≧n(NaCl)+n(NaAlO2)==n(HCl)+n(Al3+) 0.45≧0.4+0.1-a 1>a≧0.05 [点击试题]1.将溶液(或气体)X 逐渐加入到(或通入到)一定量的 Y 解得,a≧0.05

溶液中,产生沉淀的量 m 与加入 X 物质的量 n 的关系如下图,符合图中情况的一组物质 是 A X Y H2S Na2SO3 B NaOH AlCl3 C NH3 MgSO4 D HCl NaAlO2

2.把由 NaOH、 AlCl3、 MgCl2 三种固体组成的混合物, 溶于足量水中后有 0.58 克白色沉淀, 在所得浊液中,逐滴加入 0.5mol/l 的盐酸,加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如右 图所示:

(a)混合物中 NaOH 的质量为 (b)混合物中 AlCl3 质量为 (c)混合物中 MgCl2 质量为 (d)P 点表示盐酸的体积是



, 。

将一定质量的镁铝合金全部溶解在 200mL 盐酸中 (体积变化不计) , 取 10mL 反应后的溶 液,用 1mol/LNaOH 溶液滴定得下图关系 (1)求 Mg、Al 的质量各是多少? (2)求盐酸的物质的量浓度为多少?

【延伸·拓展】 实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素 的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应 过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中逐滴加入 4mol/L NaOH 溶液,所加的 NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。

沉淀/mol B A O C D E F

V(NaOH)/mL ⑴图中 OC 段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为: ⑵ 在 DE 段 , 沉 淀 的 物 质 的 量 没 有 变 化 , 则 此 阶 段 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _________________________。上述现象说明溶液中______离子结合 OH-的能力最弱。 ⑶B 与 A 的差值为____________ mol。 ⑷B 对应的沉淀量为__________mol,C 对应的溶液体积为____________mL。 【巩固练习】 1.在 10mL 含有 AlO2-离子的溶液中逐滴加入 1mol/L 的盐酸,所得 Al(OH)3 沉淀质量和所加盐 酸的体积关系如图所示。问: (1)此溶液中同时含有____mol____离子; (2)线段 AM 表示的意义是 MN 表示的意义是 (3)点 M 表示的意义是 点 N 表示的意义是 (4)C(或 M)点的纵坐标为 0.78,则 c(AlO2 )=
-

31

34 36

, ; , ; ; mL

(5)点 B 的横坐标为 30,则到点 N 处滴入的 HCl 溶液体积为
3+ 3+

2.现有 AlCl3 和 FeCl3 的混合溶液,其中 Al 和 Fe 的物质的量之和为 0.10mol,在此溶 液中加入 90 m L 4.0mol/L 的 NaOH 溶液,使其充分反应,设 Al3+物质的量与总物质的量 的比值为 x。 (1)根据反应的化学方程式计算 x =0.4 时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量是多少?

(2)计算沉淀中只有 Fe(OH)3 的 x 的取值范围,请在 淀总量(mol) 随 x(0 →1.0)变化的曲线。 0.10

沉淀总量/mol

下图中画出沉

0

1.0

x

(3)若 Al3+和 Fe3+的物质的量之和为 Amol(A 为合理值),其它条件不变时,求沉淀中同时 有 Fe(OH)3、Al(OH)3 的 x 的取值范围和各沉淀的物质的量(用含有 A、x 的式子表示)。



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