4.1.典型例题分析_铝的重要化合物
典型例题分析 【例1】用含少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是①加盐酸溶解,②加烧碱溶液溶解,③过滤,④通过过量CO2生成Al(OH)3沉淀,⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀,⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀。 A.①⑤⑥③ B.②③⑥③ C.②③④③ D.②③⑤③ 分析:本题是考查Al、Al(OH)3既能与酸又能与强碱溶液反应的实际题。在分析中要留意步骤⑥,加入过量烧碱将使Al3+转化为AlO2-,因此是不能生成Al(OH)3沉淀的: 这样就淘汰选项A.和B.;选项D.、C.两种方案都利用镁不溶于强碱溶液,而铝溶于强碱溶液的性质,通过②、③步骤经过滤除去杂质镁,然后利用偏铝酸是比碳酸还弱的酸的性质,分别用盐酸、碳酸(通CO2)把Al(OH)3沉淀出来。按理,两种方案都可行,但盐酸能进一步溶解Al(OH)3: Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 而Al(OH)3不溶于碳酸这种弱酸,另外CO2比盐酸经济得多,也就是说选项C.可以既经济又最大限度地得到产品,所以是最恰当的组合。解题方法为分析比较法。 在某些最佳选择题中,往往给出2个或2个以上具有类似性的可选项,此时必需从两者差别中进行分析比较,才能得出正确结论。 答案:C。 【例2】金属钾、铝共0.05mol,放入过量的水中加热后变成透亮溶液,共放出H2784mL(标准状况),则钾、铝物质的量之比是 A.4∶1 B.1∶4 C.1∶2 D.2∶1 分析:钾、铝与水的反应如下 2K+2H2O===2KOH+H2↑ KOH+Al(OH)3===KAlO2+2H2O (或2Al+2KOH+2H2O===2KAlO2+3H2↑) 则1molK、Al、混合金属与H2O反应生成H2的物质的量是 2K——H2 2Al——3H2 2mol——1mol 2mol——3mol 1mol 0.5 1mol 1.5mol 混合金属 —— nH2 0.05mol 0.784/22.4===0.035mol 1mol 0.7 依据产生H2物质的量,求K、Al物质的量之比。 得nk∶nAl===0.8∶0.2===4∶1 解题方法为十字交叉法。 答案:A。 【例3】在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中,假如要得到1.17g沉淀,则需加入0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升? 分析:AlCl3与NaOH反应时,当AlCl3过量时,只生成Al(OH)3;当NaOH过量时,Al(OH)3沉淀又会部分溶解,所以,此题应有两种结果。 答案:(解法一) (1)当AlCl3过量时,设需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。 解之得:x=90mL (2)当NaOH过量时,设需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。 =0.005 0.005×4 (解法二):用图象法会更直观: 【例4】用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3,甲、乙、丙三个学生制备途径分别为 若要得到等量的Al(OH)3,则: A.三者消耗的原料相等 B.乙消耗的原料最少 C.甲消耗的原料多 D.丙消耗的原料最少。 分析: 由于原料是Al、H2SO4、NaOH,所以,设生成1molAl(OH)3,则: 因为:Al3++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓ 故,甲消耗原料最多,丙消耗原料最少,答案为C、D。 【例5】将含有X+、Y2+、Z3+三种金属离子的水溶液进行下列试验: 符合上述试验现象的三种金属离子是 [ ] A.Ag+、Cu2+、Al3+ B.Ag+、Mg2+、Fe3+ C.Ag+、Fe2+、Al3+ D.Ag+、Ba2+、Fe3+ 【分析】 第一步加入盐酸产生白色沉淀,所以X+为Ag+;其次步通入H2S产生黑色沉淀,所以Y2+为Cu2+;第三步加入过量氨水,所以Z3+为Al3+。 答案:A。 【例6】向90mL0.1mol/L的AlCl3溶液中,投入Ag金属钠,欲使最终无沉淀生成,则A的最小值为 [ ] A.0.828 B.1.242 C.0.414 D.0.621 分析: 由于将Na投入水溶液中,马上反应生成氢氧化钠,则本题马上转化为AlCl3和NaOH的反应,欲使WAl(OH)3=0,则: Al3++4OH-===AlO2-+2H2O 所以:nNa=nOH-=4nAl3+=4×0.1×90×10-3=0.036(mol) 所以:WNa=0.036×23=0.828(g) 答案:A。 【例7】在NaOH溶液中加入AlCl3溶液中,得到沉淀的量(Y)与所加AlCl3溶液的体积(X)的函数图象正确的是 [ ] 分析: NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,与AlCl3溶液中滴加NaOH现象不同:起先时, Al3++3OH-===Al(OH)3↓ 稍一振荡,沉淀立刻消逝,因为: Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 后来,当NaOH溶液全部转变为AlO2-时,再滴加AlCl3溶液时: 3AlO2-+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓ 所以A.B.是错误的;答案在C、D中,原委是C.还是D.呢?我们再来细致分析以上两个过程: 第一过程:3Al3++12OH-===3AlO2-+6H2O (1) 其次过程:3AlO2-+Al3++4H2O===4Al(OH)3↓ (2) 由(1)(2)式可知,第一过程要将12molOH-全部转化成AlO2-需3molA13+,而其次个过程要将第一过程生成的3molAlO2-转化成Al(OH)3只需1molAl3+,故横坐标x应是3∶1,故C是正确的。 答案:C. 【例8】有一无色透亮的溶液做如下试验: (1)取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。 (2)另取部分溶液加入Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示: 试问: 等离子中肯定存在的离子是____;可能存在的离子是____;肯定不存在的离子是____。 (2)上述溶液至少由____等物质混合成。 分析: (1)因为加入用盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,肯定含有 气,所以肯定不存在NH4+离子;溶液为无色透亮说明没有Cu2+、Fe3+;溶液中加入Na2O2有NaOH生成,随着Na2O2加入量的增加,白色沉淀增加,但再加入Na2O2沉淀量