高中化学铝三角转换关系与其图象问题

“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

Al只存在于强酸性溶液中，AlO2只存在于强碱性溶液中，Al3+与AlO2不能共存。

3+

2

制备Al（OH）3一般用Al+NH3·H2O或AlO

3+

+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： 3+-①Al+3OH====Al(OH)3↓(生成沉淀) ②Al(OH)3+OH-====AlO2+2H2O(沉淀溶解)

③Al3++4OH-====AlO2+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〕=78 g·mol-1·n(OH-)/3；

当n(Al3+)/n(OH-)≤1/4时，m〔Al(OH)3〕=0;

当1/4<n(Al3+)/n(OH-)<1/3时，

-13+-m〔Al(OH)3〕=78 g·mol·［4n(Al)-n(OH)］。

-1

例1：有镁、铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L的盐酸中，若要使沉淀质量

-1

达到最大值，则需加入2 mol·L的氢氧化钠溶液的体积为（ ）

A.1 000 mL B.500 mL C.100 mL D.1 500 mL

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)=0.5 L×4 mol·L-1=2 mol，

V(NaOH)=2 mol ÷2 mol·L-1=1 L=1 000 mL。 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.Al（2SO4）3 B.NaOH C.BaCl2 D.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SO4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.AlO2 D.Al3+和Al（OH）3

2

解析：明矾为KAl（SO4）2·12H2O，其溶液中Al与SO4的物质的量之比为1∶2，若沉

3+

--3+

淀2 mol SO4，则需2 mol Ba（OH）2，提供4 mol OH,4 mol OH恰好把1 mol Al完全

2

2

转变为AlO2，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。

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 /L NaOH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，滤液中的溶液的物质的量浓度为：

完全转化成

。则

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

大到最大时，用于

的物质的量是0.1mol。当b=2.75时，当沉淀质量增沉淀共消耗

，由

独用于沉淀

消耗

，则单

，所以，即

，答：略。

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