高中鲁科版第1节 元素与物质的分类教学设计

系列微专题4　数形结合思想的应用——有关Al(OH)3生成与溶解的图像分析

1．可溶性铝盐与碱反应

2.四羟基合铝酸盐与盐酸反应

3.重要提示

(1)NaOH溶液和AlCl3溶液滴加顺序不同，则现象不同，可以用互滴的方法鉴别这两种溶液，同理，稀盐酸和Na[Al(OH)4]溶液也可这样鉴别。

(2)向铝盐中滴强碱溶液，若已知生成的Al(OH)3沉淀的量，只要沉淀量不为最大值和零，消耗OH－的量有两种可能。

①若OH－不足，消耗n(OH－)＝n[Al(OH)3]。

②若OH－足量，消耗OH－共有两步

将Al3＋全部转化为Al(OH)3沉淀：Al3＋～3OH－～Al(OH)3(最大值)，

再反应掉部分Al(OH)3：Al(OH)3(反应)～OH－～[Al(OH)4]－。

【典例】　将一定质量的镁、铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol·L－1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，求：

(1)原合金中Mg、Al质量各是多少？

(2)HCl的物质的量浓度。

[解析]　(1)由图知：沉淀先生成后溶解的是Al(OH)3，质量是(19.4－11.6)g＝7.8 g，即0.1 mol，对应的铝也是0.1 mol，质量是2.7 g。11.6 g沉淀为Mg(OH)2，物质的量为0.2 mol，对应的镁质量是4.8 g。

(2)溶解金属消耗的HCl是0.1 mol×3＋0.2 mol×2＝0.7 mol，余下的HCl消耗了20 mL 5 mol·L－1 NaOH溶液，物质的量为0.1 mol，c(HCl)＝＝8 mol·L－1。

[答案]　(1)4.8 g　2.7 g　(2)8 mol·L－1

1．下面六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，请将图中的字母代号填入表中。

[解析]　①发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故沉淀生成与消失时消耗CO2的物质的量是相同的，其图像为B。

②向AlCl3溶液中加入氨水只发生反应：AlCl3＋3NH3·H2O===3NH4Cl＋Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图像为C。

③发生如下反应：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应使沉淀部分溶解：Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，因Mg(OH)2与碱不反应，所以沉淀不能完全消失，因此其对应图像为A。④发生如下反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。反应现象为先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1，故其对应图像为E。

⑤反应如下：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。此时优先发生的是酸碱中和反应，故开始时无沉淀产生，后续反应与上述④中相同，故其图像为F。

[答案]　B　C　A　E　F

2．向含有H＋、NH、Al3＋、Mg2＋、Cl－的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的NaOH溶液，请从下图中画出生成沉淀质量和加入NaOH溶液的体积之间关系的图像。

[解析]　先后依次发生的反应：

H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓和Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、NH＋OH－===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。

[答案]　

H＋、NH、Al3＋、Mg2＋结合OH－的能力：H＋>Al3＋>Mg2＋>NH。