新人教版高考化学一轮复习第3章金属及其重要化合物专题突破7“铝三角”转化关系及其应用学案

专题突破7　“铝三角”转化关系及其应用

一、Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系

实现上述各步转化的离子方程式：

(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓

③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓

(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

(4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O

(5)①CO2过量：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

CO2少量：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO　

②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

(6)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

二、与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析

1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像

2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像

1．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________(填序号)。

①NaOH、AlCl3　　　　　 ②NaHCO3、H2SO4

③NaAlO2、NaHSO4   ④Na2CO3、HCl

⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2

答案：①③④

2．[Al(OH)3沉淀的图像分析]室温下，向0.2 mol/L Al2(SO4)3溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是(　　)

A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3

B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变

C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀

D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解

解析：选C。Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3＋水解使溶液显酸性：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A错误。a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋平衡正向移动，Al3＋的浓度减小，B错误。b～c段，pH变化不明显，说明OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，C正确。c～d过程中，pH变化较大，说明NaOH过量，发生了反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以c点时，Al(OH)3沉淀开始溶解，D错误。

3．(经典题)某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②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＋、Al3＋

B．溶液中n(NH)＝0.2 mol

C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO

D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1

解析：选B。由①可知，溶液中一定含有H＋，一定没有CO、NO，由电荷守恒知一定含有SO；由②可知，溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有Fe3＋；由图像可知，溶液中还一定含有NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝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Mg2＋消耗 0.1 mol OH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有选项B正确。

4．[Al(OH)3沉淀的计算]向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐滴加入浓度为4 mol·L－1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(　　)

A．3 mL　　 B．7.5 mL

C．15 mL  D．17.5 mL

解析：选B。已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知有两种情况：一是氢氧化钠不足，氯化铝有剩余，二是氢氧化钠过量，生成的氢氧化铝部分溶解生成了偏铝酸钠。当碱的量不足时，V(NaOH)＝＝0.007 5 L＝7.5 mL；当碱过量时，V(NaOH)＝ L＝0.027 5 L＝27.5 mL。

可溶性铝盐与强碱反应的计算规律

(1)求产物Al(OH)3的量

①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)；

②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时，

n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；

③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。

(2)求反应物碱的量

①当碱不足(Al3＋未完全沉淀)时，n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；

②当碱过量，使生成的Al(OH)3部分溶解时，n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。