高中化学铝的计算.docx

1、高中化学铝的计算教师日期学生课程编号07课型专题课题金属铝的计算教学目标1、掌握铝的相关计算的技巧与方法。2、掌握与 Al(OH) 3 沉淀产生有关的计算问题。3、能够看懂图像，学会与图像相关的计算。教学重点1、铝的相关计算方法与技巧。2、与 Al(OH) 3 沉淀产生有关的计算；图像计算教学安排版块时长1典例解析90mins2师生总结10ins3课后作业40ins金属铝的计算例题解析知识点 1：方法技巧类题型一：利用极值法解题对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设（即为某一 成分或者为恰好完全反应）的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数。【例 1】

2、 镁铝的合金 mg，与足量的盐酸反应，产生的氢气在标准状况下的体积为 11.2L ，则 m 的值不可能为（ ）A 9.5 B 10.5 C 11.5 D 12.5【难度】 【答案】 D【解析】假设 1： mg 金属是镁的混合物，在根据氢气的体积得到镁的质量： m=12g假设 2： mg 金属是铝的混合物，在根据氢气的体积得到铝的质量： m=9g所以 m 的范围为 9g12g。变式 1：将 5.6g铁粉与另一种金属的混合物跟足量的盐酸反应，标准状况下生成氢气 2.2L，则另种金属可能是（ ）A Al B Mg CCa D Zn【难度】 【答案】 D【解析】假设 1： 5.6g 全部为铁，则生成气

3、体的体积为 2.24L 。假设 2： 5.6g 全部为选项中的金属， Al ： 6.96L Mg ： 5.22L Zn ： 1.96L钙会与水反应。变式 2：由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物 10g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为 11.2L ，则混和物中一定含有的金属（ ）A 锌 B 铝 C铁 D 镁难度】 答案】 B解析】 10g 金属混合物与足量盐酸反应生成0.5mol 的氢气。A 锌若是10g 锌，产生氢气：0.156molB铝若是10g 铝，产生氢气：0.56molC铁若是10g 铁，产生氢气：0.179molD镁若是10g 镁，产生氢气：0.42mol要使产生

4、氢气的量为0.5mol ，则肯定含有铝，因为只有 10g 铝产生的氢气超过 0.5mol。变式 3： 下列各组金属混合物的质量相同，它们分别跟足量的盐酸反应，在相同的条件下产生的氢 气体积也相同，则其中锌的含量最多的是（ ）A 锌和铁 B 锌和铝 C锌和镁 D 锌和钠【难度】 【答案】 A【解析】设金属混合无的质量为 1g，运用极值法的思想。A 中 1g铁产生氢气约 0.0178mol ；B 中1g铝长生氢气约 0.056mol ；C中 1g镁产生氢气约 0.0417mol； D 中钠会和水反应生成氢气，约 0.0208mol 。要使产生的氢气量相等，锌含量最多，即另一种单 质生成的氢气的量最

5、少，即答案选择 A 。题型二：守恒法【例 2】 将一块镁铝合金溶于盐酸后，加入过量氢氧化钠溶液，过滤后灼烧沉淀物，所得白色粉末 的质量等于原合金的质量，则该合金中镁和铝的质量比是（ ）A 3:2B2:3C1:1D2:1【难度】【答案】A【解析】由题，m(MgO)=m(Mg)+m(Al)所以 m(O)=m(Al)得到m(Mg) ： m(Al)= m(Mg) ：m(O)=24:16=3:2变式 1：将 mg Al 2O3、Fe2O3的混和物溶解在过量的 100mLpH 值为 1 的硫酸中，然后向其中加入 NaOH 溶液使 Fe3、Al 3刚好全部转化成沉淀，用去 NaOH 溶液 100mL ，则

6、NaOH 溶液的浓度为（ ）【解析】反应前的硫酸根与全部的 Na+结合成硫酸钠，所以 n(SO4-)：n(Na+)=1： 2由此得到硫酸的物质的量。变式 2： x mol 金属镁和 0.1mol 金属铝的混合溶液，溶于过量的 1mol/L 1L 盐酸后，再加入过量的氢 氧化钠，当氢氧化铝沉淀全部转化为 AlO -时停止加入氢氧化钠，求所加氢氧化钠的物质的量？【难度】 【答案】 NaOH 中的钠离子转移到两部分，一是 NaCl 种，二是 NaAlO 2 中。n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO 2)=1mol+0.1mol=1.1mol，可推测此时溶液中的溶质什么，找【方法提炼】 当题

7、干中出现标志性的语言“当某元素恰好转变为沉淀时” 到溶质中阴阳离子之间的关系，利用这个关系去解题。知识点 2：与 Al(OH) 3 沉淀生成有关的计算1根据AlCl 3 和 NaOH 的量计算生成 Al(OH) 3 的量2根据 AlCl 3 和 Al(OH) 3的量计算需要 NaOH 的量NaOH 的量n(NaOH)当 NaOH 不足时n(NaOH) 当 NaOH 过量时n(NaOH) 答案】 3nAl(OH) 3 3n(Al 3)n(Al 3) nAl(OH) 3 4n(Al 3)nAl(OH) 3、 NaAlO 2 和 HCl1根据 NaAlO 2和 HCl 计算生成 Al(OH) 3的量

8、2根据 Al(OH) 3 和 NaAlO 2的量计算需要加入 HCl 的量HCl 的量n(HCl)当 HCl 不足时n(HCl) 当 HCl 过量时n(HCl) 答案】 nAl(OH) 3 n(AlO 2) 3 n(AlO 2) nAl(OH) 3 4n(AlO 2)3nAl(OH) 3例 1】向 30 mL 1 mol L1的AlCl 3溶液中逐渐加入浓度为 4 mol L1的 NaOH 溶液，若产生 0.78 g白色沉淀，则加入的 NaOH 溶液的体积可能为(答案】当生成沉淀 0.01 mol 时需 NaOH 0.03 mol 或需 NaOH 0.11 mol ，显然 B 项符合题意。解法

9、二：已知 n(AlCl 3) 0.03 mol，nAl(OH) 30.01 mol ，由沉淀的物质的量小于氯化铝的 物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。由两者反应的离子方程式知 Al 3 3OH Al(OH) 3， Al(OH) 3 OH AlO 2 2H2O当碱的量不足时，则 V(NaOH) 0.403 L 0.007 5 L7.5 mL ；当碱过量时，则 V(NaOH) 变式 1：等体积的 AlCl 3和 NaOH 两种溶液混合后， 沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则 AlCl 3和 NaOH 两种溶液物质的量浓度之比是（ ）13 23

10、14 2 7A 和 B和 C和 D 和【难度】 【答案】 C【解析】 Al（OH） 3沉淀有两种情况： （1）NaOH不足， Al 3+部分转化为 Al（OH） 3沉淀（ 2） NaOH稍过量， Al（OH） 3沉淀有部分转化为 AlO-。分别计算。变式 2： 现有 100mL 3mol/L 的 NaOH 溶液和 100mL 1mol/L 的氯化铝溶液， 将 NaOH 溶液分多次加到氯化铝溶液中；将氯化铝溶液分多次加到NaOH 溶液中。比较两种操作的结果是（）A 现象相同，沉淀量不等B现象相同，沉淀量也相等C现象不同，沉淀量相等D现象不同，沉淀量不等【难度】 【答案】 C amol bmol

11、a/3mol b/3mol 0mol （4a b）molA B C D 【难度】 【答案】 C变式 1：在含 b mol AlCl 3的溶液中加入含 a mol NaOH 的溶液，则：（ 1）当时 ab，生成沉淀的物质的量为 。（2）当 a、b满足 条件时，无沉淀生成。（3）当 a、b 分别满足 、 条件时，有沉淀生成，生成沉淀的物质的质量分别是 和 。（ 4）若在反应过程产生 c g 沉淀，则 a 的最大值为 ,a 的最小值为 .（ 用 b、c或 b 表示 ）【难度】 【答案】（1）a/3 mol （2）a=4b （3）a 、b ba4b；234/a、4b-a（ 4） 4b-c/78；c/2

12、6方法提炼】这部分的计算是建立在上一节课互滴反应的基础上的，掌握沉淀产生的原因以及沉淀溶解的原因。遇到字母类的题干不要慌，解题方法还是一样的，特别要注意不同的反应中过量的问题。知识点 3：图像与计算例 1】将一定质量的 Mg 和 Al 混合物投入 500 mL 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 溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是(A Mg 和 Al 的总质量为 8 g B硫酸的物质的量浓度为 5 mol L1C生成的 H2在标准状况下的体积为 11.2 L D NaOH 溶液的物质的量浓度为 5 mo

13、l L1难度】 答案】 D应生成的氢气的体积应为Al(OH) 3 恰好全部转化为 mol L1。解析】 由图可知，固体中含有 0.15 mol 的 Mg 和 0.2 mol 的 Al ，所以总质量为 9 g；与硫酸反(0.15 mol 0.3 mol) 22.4 L mol110.08 L；在加入 240 mL NaOH 溶液时，NaAlO 2，所以氢氧化钠溶液的浓度为0.35 0.15 mol 5240200 mL 103 L mL1 5变式 1：把 MgCl 2、AlCl 3和 NaOH 三种固体组成的混合物溶于足量水后有 的浊液中逐滴加入 1mol/L 的盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的

14、质量关 系如右图所示。试回答：( 1)A 点的沉淀物的化学式为 ，B 点的沉淀物的化学式为2)求原混合物中 MgCl 2、AlCl 3 和 NaOH 的质量各为多少克？3)求 x 点加入盐酸的体积为多少毫升？【难度】 【答案】(1)Mg(OH) 2；Mg(OH) 2 和 Al(OH) 33)130mL解析】 n(MgCl 2)= 1.16g =0.02mol ，因为 AlO 2-+H +H 2O Al(OH) 3，所以 58g / moln(AlCl 3)=n(AlO 2-)=n(H+)=1mol/L (0.03-0L.01L)=0.02mol A 点以后沉淀开始增加，至 B 点沉淀最多，过量

15、 NaOH 被盐酸中和，所以 n（NaOH） = n（ 盐酸） + 2n（MgCl 2）+ 3n（AlCl 3）变式 2：在含有 AlCl 3、MgCl 2的强酸性溶液中，滴加 NaOH 溶液或盐酸，产生沉淀的物质的量与所 加溶液体积变化关系如图所示。 在M 点时测定溶液中只有 Cl-、AlO-和OH-，无 Al（OH） 3三种阴离子。则：才能将 Cl- 全部沉淀。难度】 答案】（ 1） HCl ， 1:2:3 （ 2）NaOH 溶液，盐酸，相等， 1mol/L3)0.25方法提炼】注意图像中转折点对应的反应方程式，以此入手。在进行 Al（OH） 3 的沉淀的计算时要注意什么，图像的计算入手点

16、是什么？课后作业1.11.2 L 氢气 （标准状况 ），这20 g 由两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸充分反应后得到 种金属混合物的组成可能是（ ）A Mg 和 Al B Al 和 FeCFe和 Zn DZn 和Cu【难度】 【答案】 B2.某金属混合物 1.5g，跟足量的稀硫酸反应，共产生 560mL （ S.T.P），此混合物的组成可能是（ ）A镁和铝 B 钙和镁 C铝和锌 D铝和铁【难度】 【答案】 C3.取 1 种镁、铝合金（含镁、铝、铜） 10g，用足量盐酸溶解后，剩余固体 0.15g，在滤液中加入过量 NaOH 溶液，过滤后有沉淀 3.625g，则此合金中含镁的质量分数为（

17、）A 1.5% B 15% C 3.625% D 36.25%【难度】 【答案】 B4.有一不纯的铝中含有硅和铁两种杂质。取两份等质量的样品，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶 液充分反应后，生成等量的气体，则不纯铝中含铁和硅的比是（ ）A 质量之比为 2:1 B 物质的量之比为 1:1C质量之比为 1:1 D物质的量之比为 2:1【难度】 【答案】 D5.2.1g 镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气 2.24L （标准状况下） ，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大是（ ）A 2.9g B 4.6g C 5.5g D 6.9g【难度】 【答案】 C6.现有一块铝铁合金，欲测定其含铝量，取

18、 wg 合金，溶于盐酸中，再加入 NaOH 溶液中，滤出 沉淀，将沉淀放在空气中充分灼烧，最后得到 wg 红棕色粉末，则此合金中铝的质量分数是（）A 20% B30% C70% D80%【难度】 答案】 B7.一块铁铝合金，将其全部溶于盐酸中，通入足量的氯气，再加入过量的 NaOH 溶液，过滤，将 沉淀充分灼烧，得到的粉末与原合金的质量，则合金中铝的质量分数为（ ） A 15% B 25% C 30% D 无法确定【难度】 【答案】 C8.若在 150mL 1mol/L 的 AlCl 3溶液中加入 1mol/L 的 NaOH 溶液中， 得到 7.8gAl（OH） 3沉淀，则所 加 NaOH 溶

19、液的体积可能为（ ）A 200mL B 300mL C400mL D 500mL【难度】 【答案】 BC11.2.3g 钠投入 100mL 硫酸铝溶液中， Al3 全部变为 AlO 2 ，再滴入一滴盐酸立即产生白色沉淀，则硫酸铝溶液的物质的量的浓度是（ ）A 0.5mol/L B 0.125mol/L C0.25mol/L D 0.1mol/L【难度】 【答案】 B12.现有 200mL MgCl 2和 AlCl 3的混合溶液，其中 c（Mg2 ）0.2mol/L ， c（ Cl -） 1.3mol/L ，要使 Mg 2离子转化成 Mg（OH） 2，并使 Mg 2离子、 Al 3离子分离开来，

20、 4mol/L NaOH 溶液的最少用 量为（ ）A 140mL B 120mL C11mL D 80mL【难度】 【答案】 D13.有 10.2g 镁和铝的混和粉末溶于 4mol/L 的盐酸 500mL 中。若加入 2mol/L 的氢氧化钠溶液，要 使产生的沉淀的质量最大，则需加入的氢氧化钠溶液的体积为（ ）A 100mL B 500mL C1000mL D 1500mL【难度】 【答案】 C14.右图表示在某溶液中滴加 Ba（OH） 2溶液时，沉淀的物质的量随 Ba（OH） 2的物质的量的变化关系。该溶液的成分可能是（ ）A MgSO4B KAl(SO 4)2C Al 2(SO4)3D N

21、aAlO 2【难度】 答案】 C15.某溶液中可能含有 H 、NH4、Mg2 、Al 3 、Fe3 、CO23 、SO24 、NO3 中的几种。 若加入锌粒，产生无色无味的气体； 若加入 NaOH 溶液，产生白色沉 淀，且产生的沉淀量与加入 NaOH 的物质的量之间的关系 如图所示。则下列说法正确的是（ ）A 溶液中的阳离子只有 H、Mg2、Al 3B溶液中 n（NH 4 ） 0.2 molC溶液中一定不含 CO23 ，可能含有 SO24 和 NO3Dn(H) n(Al3)n(Mg2)111【难度】 【答案】 B【解析】 由知溶液中一定含有 H ，一定没有 CO32 、NO3，由 知溶液中一定

22、含有 Mg2 、Al 3 ，由图像可知溶液中还一定含有 NH4，且 n(NH 4 ) 0.7 mol 0.5 mol 0.2 mol ，n(H )0.1 mol， n(Al 3 )0.8 mol 0.7 mol 0.1 mol ，沉淀 Al3 、Mg2 共消耗 0.4 mol OH ，其中沉淀 Al3 消耗 0.3 mol OH ，沉淀 Mg 2消耗 0.1 mol OH ，根据 Mg22OH，可得 n(Mg 2) 0.05 mol ，故只 有选项 B 正确。16.在 Al 2(SO4)3和 MgSO 4的混合液中滴加氢氧化钠溶液，生成沉淀量与滴入的氢氧化钠溶液体积A 1:2 难度】 答案】

23、B17.10克 Fe2O3、SiO2、Al2O3混合物加入足量的 100 mL x mol/L 稀硫酸中， 过滤，然后加入 10 mol/L NaOH 溶液，产生沉淀的质量和加入 NaOH 溶液体积如右图。以下叙述错误的是 ( )18.A 滤出的物质为 SiO2B 可求出 x 的值0 100 110 V(NaOH) (mL)D可求出 Fe2O3 的质量分数【难度】 【答案】 BDC 可求出 Al 2O3 的质量分数19.将 3.9g 镁铝合金跟适量盐酸反应，生成 4.48L(标准状况)气体。求合金中镁、铝的质量。【难度】 【答案】 m(Mg)=1.2g m(Al)=2.7g19. 为测定某种镁

24、铝混合物的组成， 进行甲、乙、丙三组实验， 三组实验都取用同浓度的盐酸 30mL ， 加入不同质量的同种镁铝混合物，产生气体为标准状况下的体积。有关数据列表如下：实验序号甲乙丙镁铝混合物质量 /mg255385459生成气体体积 /mL2803363361）甲组实验中，盐酸 （填“过量”、“适量”或“不足量”），理由是 （ 2）要算出盐酸的物质的量浓度，可选表中 组数据，计算得盐酸的物质的量浓度为 。3）求混合物中镁和铝的物质的量之比， 可选表中 组数据， 求得镁与铝的物质的量之比为 。【难度】 【答案】（1）过量；同体积、同浓度的盐酸在甲组实验产生的氢气体积最少（ 2）乙（或丙） ；1mol

25、/L 解析：使用 V（H2）= 336mL （标准状况）及 V（盐酸） = 30mL 的数据进行计算。（ 3）甲； n（Mg） ：n（Al） = 1 ： 120.在 nmL bmol/L 的 AlCl 3溶液中加入等体积 a mol/L 的NaOH 溶液：1当 a 3b时，生成 Al（OH） 3沉淀的物质的量为 mol 。2当 a、b满足 条件时，无沉淀生成。3当 a、 b 分别满足 和 条件时有沉淀生成，生成的 Al（OH）3 沉淀的质量分别是 .【难度】 【答案】 1an/310-3 a4b a3b， 3b a 4b 26an/1000g （4bn-an）78 10-3g21.为测定某镁铝

26、合金的成分，取一定量的样品，平均分成两份，一份加入足量的盐酸中，完全反 应后收集到气体 36.4L （标准状况） ；另一份加入足量的氢氧化钠溶液中，完全反应后收集到气 体 33.6L （标准状况），试计算合金中铝的质量分数。【难度】 答案】 90%解析】合金跟氢氧化钠溶液反应产生的氢气（ 33.6L ），是铝跟氢氧化钠溶液产生的氢气，即可得出合金中铝的质量，再根据合金与足量盐酸产生的气体 36.4L 得出镁的质量。22.现有 FeCl3、AlCl 3 的混合溶液 100mL ，逐渐加入 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量随加入的 NaOH 的物质的量的关系如图所示，请计算出 FeCl3、AlC

27、l 3 的物质的量浓度各为多少？【难度】 【答案】 AlCl 3的浓度为 6mol/L ， FeCl 3的浓度为 4mol/L 。23.在 4mol/L 的氢氧化钠溶液中加入 20mL 2mol/L 的氯化铝溶液， 震荡后无沉淀。 若再滴入 2mol/L 盐酸，当滴至 20mL 时开始产生沉淀。1求原来氢氧化钠溶液的体积。2若再滴入 2mol/L 的盐酸使产生的沉淀刚好消失，需加多少毫升？【难度】 【答案】（1）50mL （ 2）80mL24.10.2g 氧化铝溶于 700mL2mol/L 的盐酸溶液中，充分反应后，向所得溶液中加入 2mol/L 的氢氧 化钠溶液。试回答：（ 1）需要加入多少

28、毫升氢氧化钠溶液以后，才能开始出现沉淀？（ 2）加入多少毫升氢氧化钠溶液，生成的沉淀量最多？（ 3）还要加入多少毫升氢氧化钠溶液，沉淀恰好消失？（ 4）以沉淀的物质的量为纵坐标，加入的氢氧化钠溶液的体积为横坐标，请在图中画出在加入 氢氧化钠溶液的过程中，沉淀的量与氢氧化钠体积的关系。注意：标出横、纵坐标上的各关键 点的数据。nAl（OH） 3/molV(NaOH)/mL4）V(NaOH)/mL0400700800nAl(OH) 3 /mol0015.60图略25.准确称取 6g 铝土矿样品（含 Al 2O3、Fe2O3 和 SiO2），放入 100mL 某浓度的 H2SO4溶液中，充 分反应后，过滤，向滤液中加入 10mol/L 的 NaOH 溶液，产生 的沉淀与加入 NaOH 溶液的体积的关系如右图所示，求：（1）H2SO4 溶液的物质的量浓度。（2）当 a=2.3mL 时，求 Al2O3与 Fe2O3的质量分数。 【难度】 【答案】（1）c（H2SO4）=1.75mol/L（ 2）氧化铝占 85%，氧化铁占 12%。【解析】图中氢氧化钠溶液的体积从 35mL 到 45mL 处是解题的关键，这些氢氧化钠用来溶解 氢氧化铝沉淀。 H2SO4 溶液的物质的量浓度根据溶液中钠离子的守恒来计算