求沉淀的量方法很多。
法一:
联立方程法。
设反应①中,Alcl3物质的量为x,则Al3为x,NaoH为3x,
反应②中Alcl3物质的量为y,NaoH为4y,
x+y=0.05bol,3x+4y=0.05aol.
解得x=ol=0.05ol。
[Al3]=78g/ol×0.05ol=3.9g。
法二:
守恒法。
此种条件下,溶液中的离子有:
Na+、cl-、Alo-2。
n=n-n=0.05aol-0.05×3boln[Al3]=n总-n=0.05bol-=ol=0.05ol。
[Al3]=78g/ol×0.05ol=3.9g。
[答案] 0.05a3ol a≥4b a4
变式3 现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是Alcl3溶液和NaoH溶液。
现做如下实验:
①取440L甲溶液与120L乙溶液反应,产生1.56g沉淀;
②取120L甲溶液与440L乙溶液反应,也产生1.56g沉淀;
③取120L甲溶液与400L乙溶液反应,则产生3.12g沉淀;
通过必要的计算和推理判定:
甲溶液为________溶液,其物质的量浓度是________ol•L-1;
乙溶液为________溶液,其物质的量浓度是________ol•L-1。
写出实验③的有关离子方程式:
__________________________________________________________
解析:
由②③两步实验操作可知,甲溶液应为Alcl3溶液,乙溶液为NaoH溶液,由①步操作所给量值可求出NaoH溶液物质的量浓度:
56g78g•ol-1×3÷0.12L=0.5ol•L-1,再由②中所给数据,求Alcl3。
设Alcl3溶液物质的量浓度为x,0.12x=1.56g78g•ol-1+则x=0.5ol•L-1。
答案:
Alcl3 0.5 NaoH 0.5Al3++3oH-===Al3↓Al3+oH-===Alo-2+2H2o
有关氢氧化铝沉淀的图象
.在可溶性铝盐中逐滴加入NaoH溶液至过量。
现象:
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
Al3++3oH-===Al3↓Al+oH-===Alo-2+2H2o总反应:
Al3++4oH-===Alo-2+2H2o
.在偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量。
现象:
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
Alo-2+H++H2o===Al3↓Al3+3H+===Al3++3H2o总反应:
Alo-2+4H+===Al3++2H2o
.在强碱溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量。
现象:
无明显现象→产生白色沉淀→渐多→最多
Al3++4oH-===Alo-2+2H2oAl3++3Alo-2+6H2o===4Al3↓
.在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量。
现象:
无明显现象→产生白色沉淀→渐多→最多
Alo-2+4H+===Al3++2H2oAl3++3Alo-2+6H2o===4Al3↓
.向g2+与Al3+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液
现象:
无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变
H++oH-===H2oAl3++3oH-===Al3↓
g2++2oH-===g2↓Al3+oH-===Alo-2+2H2o
结论:
实验不宜用Al3+和强碱溶液、Alo-2和强酸溶液反应来制备Al3,宜用Al3+和NH3•H2o或将co2气体通入Alo-2溶液中制备Al3。
Al3+只存在于酸性溶液中,Alo-2只存在于碱性溶液中,所以Al3+和Alo-2不能共存于同一溶液中。
Al3只能溶于强酸或强碱溶液,不能溶于弱酸或弱碱溶液。
特别提醒:
解图象试题应注意分析“四点”:
“起点”、“折点”、“极点”、“终点”,利用原理引路,图文结合,对号入座。
当Al3+与g2+或cu2+或Fe3+混合在一起,加入过量的NaoH溶液时,生成的沉淀先增大,后减小,但不能减小为0。
【考例】 有一镁铝合金,用适量稀硫酸完全溶解,再加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的质量与加入氢氧化钠的体积关系如图所示,原合金中镁铝的质量比为
A.4:
3
B.4:
9c.8:
9D.20:
27
[解析] 假定V单位为L,浓度为1ol/L,则使g2+、Al3+沉淀需要NaoH4ol,将Al3溶解需要NaoH1ol,由方程式:
NaoH+Al3===NaAlo2+2H2o,可知有1olAl3,即1olAl3+,Al3++3oH-===Al3↓,使Al3+沉淀用去NaoH3ol,使g2+沉淀用去NaoH1ol,由g2++2oH-===g2↓知,含有g2+0.5ol,即g、Al的物质的量分别为0.5ol、1ol,镁、铝的质量比为=4:
9,答案为B。
[答案] B
变式 将一定质量的g和Al的混合物投入500L稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。
待反应完全后,向所得溶液中加入NaoH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaoH溶液的体积关系如图所示。
则下列说法正确的是
A.g和Al的总质量为8gB.硫酸的物质的量浓度为5ol/L
c.生成的H2在标准状况下的体积为11.2LD.NaoH溶液的物质的量浓度为5ol/L
解析:
由图象可知,沉淀g2为0.15ol,Al3为=0.20ol,则镁和铝的总质量=0.15ol×24g/ol+0.20ol×27g/ol=9g,故A项不正确;由反应关系得:
Al3~NaoH~NaAlo2
ol1ol
0.20olc×求得c=5ol/L,即D选项符合题意。
答案:
D
备选习题
下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是
A.铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应
c.铝既能溶于酸,又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应
解析:
铝为活泼金属,常温下能与o2反应生成致密的氧化层;加热条件下与cl2剧烈反应;Al、Al2o3既能与酸又能与碱反应。
用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁,将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。
根据实验现象判断下列说法错误的是
A.实验中发生的反应都是氧化还原反应B.铝是一种较活泼的金属
c.铝与氧气反应放出大量的热量D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
解析:
本题中涉及的反应有:
2Al+3Hg2===2Al3+3Hg,4Al+3o2===2Al2o3,两个反应均为氧化还原反应;由题中所述现象“红墨水柱右端上升”,可推知试管中气体体积受热膨胀,意味着铝与氧气反应是放热反应。
铝片上生成的“白毛”是氧化铝。
.现有Al、cl2、Al2o3、Hcl、Al3、NaoH六种物质,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质之间都可以发生反应,下列推断不合理的是
A.N一定是HclB.X可能为Al或cl2
c.y一定为NaoHD.Q、Z中的一种必定为Al2o3
解析:
在Al、cl2、Al2o3、Hcl、Al3、NaoH中,只有NaoH能与Al、cl2、Al2o3、Hcl、Al3五种物质反应,对照转化关系,可知y为NaoH。
只有Hcl能与Al、Al2o3、Al3、NaoH四种物质反应,对照图示转化关系可知N为Hcl,故选项A、c正确。
选项B,若X为Al,Al能与cl2、Hcl、NaoH三种物质反应,而图示给出的是与两种物质反应,所以X不可能有是Al,但可能是cl2。
选项D,Al2o3既能与Hcl反应,也能与NaoH反应,故Q、Z中的一种必定为Al2o3。
.将物质X逐渐加入到y溶液中,生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示,符合图所示情况的是
ABcD
XNaoH[:
Z|xx|.]Alcl3HclNaAlo2
yAlcl3NaoHNaAlo2Hcl
解析:
从图中看出所加物质X能使沉淀[Al3]完全溶解,排除选项B、D,其中得到沉淀和溶解沉淀消耗X的物质的量之比为1:
3。
根据:
Alo-2+H++H2o===Al3↓,Al3+3H+===Al3++3H2o。
.将g、cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中,固体完全溶解时收集到的还原产物No气体0.896L,向反应后溶液中加入2ol/LNaoH溶液60L时金属离子恰好沉淀完全。
则形成沉淀质量及硝酸物质的量分别为
A.4.32g 0.02ol
B.4.68g 0.16olc.5.36g 0.18olD.6.38g 0.2ol
解析:
g-2e-+2oH-===g2cu-2e-+2oH-===cu2所以生成沉淀质量为:
.64g+0.896L22.4L/ol×3×17g/ol=4.68g。
金属离子全部沉淀后,溶液为NaNo3,稀HNo3中,硝酸的物质的量为:
n=n+n=2×0.06ol+0.896L22.4L/ol=0.16ol。
.把NaoH、gcl2、Alcl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1ol•L-1Hcl溶液,加入Hcl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:
A点的沉淀物的化学式为__________;B点的沉淀物的化学式为__________。
原混合物中gcl2的质量是________g,Alcl3的质量是__________g,NaoH的质量是________g。
Q点Hcl溶液加入量是__________L。