高中化学铝三角转换关系与其图象问题.doc
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“铝三角”转换关系与其图象问题
1.“铝三角”中相互转化关系
为两性氢氧化物，它在水溶液中存在酸式或碱式两种电离平衡：
，
同时又可相互转化，其转化关系可用“铝三角”表示为：
应用：
判断离子共存及Al（OH）3的制备
Al3+只存在于强酸性溶液中，只存在于强碱性溶液中，Al3+与不能共存。
制备Al（OH）3一般用Al3++NH3·H2O或+CO2+H2O。
铝盐和强碱溶液反应的计算：
铝盐和强碱溶液作用生成Al（OH）3的计算反应关系：
①Al3++3OH-====Al（OH）3↓（生成沉淀）
②Al（OH）3+OH-====+2H2O（沉淀溶解）
③Al3++4OH-====+2H2O（沉淀生成，又恰好全溶解）
分析上述三个反应关系，可以建立如下计算Al（OH）3沉淀量生成的关系式：
当n（Al3+）/n（OH-）≥1/3时，
m〔Al（OH）3〕=78g·mol-1·n（OH-）/3；
当n（Al3+）/n（OH-）≤1/4时，m〔Al（OH）3〕=0;
当1/4m〔Al（OH）3〕=78g·mol-1·［4n（Al3+）-n（OH）-］。
例1：
有镁、铝混合粉末10.2g，将它溶于500mL4mol·L-1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2mol·L-1的氢氧化钠溶液的体积为（）
A.1000mLB.500mLC.100mLD.1500mL
解析：
依题意，先写出有关反应的化学方程式：
Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
MgCl2+2NaOH====Mg（OH）2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH====Al（OH）3↓+3NaCl
依化学方程式，仅当镁、铝全部以Mg（OH）2、Al（OH）3沉淀，即沉淀质量达到最大值时，溶液中只存在NaCl，故当沉淀的量最多时n（NaOH）=n（HCl）。
n（NaOH）=0.5L×4mol·L-1=2mol，
V（NaOH）=2mol÷2mol·L-1=1L=1000mL。
答案：
A
例2：
甲、乙、丙、丁分别是Al2（SO4）3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生，据此可推断丙物质是（）
A.Al2（SO4）3B.NaOHC.BaCl2D.FeSO4
解析：
丁溶液滴入乙溶液，有白色沉淀；继续滴入丁溶液白色沉淀消失，判断丁为NaOH、乙为Al2（SO4）3。
将NaOH溶液滴入甲，无现象，则甲为BaCl2、丙为FeSO4。
答案：
D
例3：
把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，使全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（）
A.Al3+B.Al（OH）3
C.D.Al3+和Al（OH）3
解析：
明矾为KAl（SO4）2·12H2O，其溶液中Al3+与的物质的量之比为1∶2，若沉淀2mol，则需2molBa（OH）2，提供4molOH-,4molOH-恰好把1molAl3+完全转变为，所以答案为C。
答案：
C
2.“铝三角”转化关系中的图象问题
①向溶液中滴加NaOH溶液直到过量
②向NaOH溶液中滴加溶液直至过量
③向溶液中滴加稀氨水直至过量
④向溶液中滴加稀盐酸直至过量
⑤向稀盐酸中滴加溶液直至过量
⑥向溶液中通入气体直至过量
例1：
下列五个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的量，纵坐标为生成沉淀的量，请从A～E中选择符合各题要求的序号填在表中。
某溶液
加入的物质（
答案
①
饱和石灰水（
通过量的CO2
②
AlCl3溶液
通过量的NH3
③
含少量NaOH的NaAlO2溶液
通过量的CO2
④
含少量NaOH的NaAlO2溶液
逐滴加稀盐酸
⑤（
MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
例2：
准确称取6g铝土矿（含）样品放入盛有100mL溶液的烧杯中，充分反应后过滤，再往滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生沉淀质量m（g）与所加NaOH溶液的体积V（mL）关系如下图所示，试求：
1.溶液的物质的量浓度。
2.若b=2.75，则铝土矿中各成分的质量分数分别是多少？
解析：
1.当生成沉淀质量最大时，滤液中的完全转化成。
则溶液的物质的量浓度为：
2.在溶液体积从35增大到45时，沉淀质量减小的原因是因为发生如下反应：
，由此时消耗NaOH的物质的量
，即的物质的量是0.1mol。
当b=2.75时，当沉淀质量增大到最大时，用于沉淀共消耗，由，则单独用于沉淀消耗
，所以，即
，答：
略。
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