2020届一轮复习人教版用数形结合理解“铝三角”作业

2020届一轮复习人教版用数形结合理解“铝三角”作业

用数形结合理解“铝三角”‎ ‎1.向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为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 ‎2.向含nmol AlCl3的溶液中加入mmol NaOH溶液，观察到的现象是先有白色沉淀生成，后部分溶解，则生成Al(OH)3沉淀的物质的量是(　　) A． (4n－m)mol B． (4m－n)mol C． (n－3m)mol D． (3m－n)mol ‎3.3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4 g，则原硫酸的物质的量浓度为(　　) A． 1 mol·L－1‎ B． 1.5 mol·L－1 C． 2 mol·L－1‎ D． 2.5 mol·L－1‎ ‎4.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·L－1 C． 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 mol·L－1‎ ‎5.有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(　　)‎ ‎6.将一定量Mg、Al合金溶于1 mol·L－1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1 mol·L－1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如图所示。下列分析的结论中正确的是(　　)‎ ‎ A． 溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为90 mL B． 欲求出a的取值范围尚缺少一个条件 C． 无法认定Mg、Al合金中的最大值 D． 无法求出实验中产生H2的物质的量 ‎7.下列实验与对应示意图的关系正确的是(　　)‎ ‎8.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是(　　)‎ ‎ A． 向1 L浓度均为0.1 mol·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 mol·L－1的稀H2SO4‎ B． 向1 L浓度分别为0.1 mol·L－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L－1的稀NaOH溶液 C． 向烧碱溶液中滴加明矾溶液 D． 向AlCl3溶液中滴加过量氨水 ‎9.下列图像正确的是(　　)‎ ‎10.室温下，在0.2 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，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 ‎11.含MgCl2、AlCl3均为nmol的混合溶液，向其中滴NaOH溶液至过量。加入NaOH 的物质的量与生成沉淀的物质的量的关系正确的是(　　)‎ 提示：离子沉淀(或沉淀溶解)pH见下表 ‎12.在50 mLbmol·L－1的AlCl3溶液中加入50 mLamol·L－1NaOH溶解。‎ ‎(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为______。‎ ‎(2)当a、b满足________条件时，无沉淀产生。‎ ‎(3)当a、b满足________条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为________g。‎ ‎13.如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，紧接着再加入一定量稀盐酸，生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图。根据图示判断：‎ ‎(1)N点时溶液中的溶质有________(填化学式)。________(填N、M、K、P或F)点之前加入的是NaOH溶液，之后加入的是盐酸。‎ ‎(2)c(NaOH) ________ (填“大于”、“小于”或“等于”)c(HCl)，原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝ ____________。‎ ‎14.随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。‎ 根据判断出的元素回答问题：‎ 上述元素可组成盐R：zx4f(gd4)2。向盛有10 mL 1 mol·L－1R溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化图像如下：‎ ‎(1)R溶液中，离子浓度由大到小的顺序是____________________________________________。‎ ‎(2)写出m点反应的离子方程式：___________________________________________________。‎ ‎(3)若在R溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。‎ ‎15.根据要求完成Al(OH)3沉淀的生成与溶解过程中现象及相关反应的分析：‎ ‎(1)根据下表中的图像，分析可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的现象，并完成相关的离子方程式。‎ ‎(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 ‎16.如图所示，横坐标为某溶液中加入物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的量：‎ ‎17.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)溶液中一定含有的溶质是________，一定不含有的溶质是________(填化学式)。‎ ‎(2)溶液中可能含有的溶质是________(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是________________________________________________________________________，‎ 现象是__________________________________________________________________。‎ ‎(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：‎ ‎①AB段为____________________________________________________________________；‎ ‎②BC段为____________________________________________________________________。‎ 答案解析 ‎1.【答案】B ‎【解析】已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由图像可知：‎ 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 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O可知，‎ 当碱的量不足时，则V(NaOH)＝L＝0.007 5 L＝7.5 mL；当碱过量时，则 V(NaOH)＝L＝0.027 5 L＝27.5 mL。‎ ‎2.【答案】A ‎【解析】解题的基点：关键弄清n(OH－)与n(Al3＋)生成沉淀以及Al(OH)3溶解时量的关系。‎ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ n　　 3n　　n Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎　　　m－3n 则最后生成的沉淀：nmol－(m－3n) mol＝(4n－m) mol ‎3.【答案】B ‎【解析】由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增加的质量为SO的质量，则 n(H2SO4)＝mol＝0.15 mol，故c(H2SO4)＝＝1.5 mol·L－1，B对。‎ ‎4.【答案】D ‎【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；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝10.08 L；在加入240 mL NaOH溶液时，Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO2，所以氢氧化钠溶液的浓度为 ‎＝5 mol·L－1。‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是 58∶78，即剩余的Mg(OH)2‎ 的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】根据图像和铝的有关性质知当加入的NaOH从80 mL到90 mL时Al(OH)3溶解，故可知Al的物质的量为n(Al)＝1 mol·L－1×(90 mL－80 mL)×10－3L·mL－1＝0.01 mol，当沉淀达到最大值时溶液中的溶质只有NaCl，此时HCl和NaOH的物质的量相等，故盐酸的体积为80 mL；与金属铝反应的HCl的物质的量为0.03 mol，故金属镁的物质的量为0＜n(Mg)≤0.025 mol，Mg、Al合金中的最大值为2.5；a的取值范围是0≤a＜50 mL。因为a值不确定，故无法求出实验中产生H2的物质的量。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸反应的离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，形成沉淀与溶解沉淀所消耗的盐酸体积比为1∶3，A错误；NH3·H2O碱性很弱，不能溶解Al(OH)3，B错误；Ba(OH)2加入明矾中，SO和Al3＋均能够形成沉淀，Al3＋先沉淀完全：2Al3＋＋6OH－＋3Ba2＋＋3SO===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓，再加入Ba(OH)2后，SO继续沉淀，而Al(OH)3溶解，当 SO完全沉淀时，Al(OH)3恰好完全溶解：Ba2＋＋2OH－＋2Al(OH)3＋SO===BaSO4↓＋2AlO＋4H2O，C正确；澄清石灰水中通入CO2，直至过量，先形成沉淀，之后沉淀会溶解：Ca2＋＋CO2＋2OH－===CaCO3↓＋H2O、‎ CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO，D错误。‎ ‎8.【答案】A ‎【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1 L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完全，再加0.5 L稀H2SO4时AlO反应完全生成Al(OH)3沉淀，再加1.5 L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 mol·L－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是1∶1，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。‎ ‎9.【答案】B ‎【解析】H＋与Al3＋不反应，A错误；H＋与AlO能反应，当AlO的物质的量最小时，Al(OH)3的物质的量应是最大，D错误；OH－与Al3＋能反应，当Al3＋的物质的量最小时，Al(OH)3的物质的量最大，当Al(OH)3的物质的量最小时，AlO的物质的量最多，且Al3＋、Al(OH)3、AlO 的最大值相等，B正确、C错误；选B。‎ ‎10.【答案】C ‎【解析】A项，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3＋水解使溶液显酸性，离子方程式应为Al3＋＋3H2O鸠馎l(OH)3＋3H＋，错误；B项，a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2O鸠馎l(OH)3＋3H＋反应正向进行，Al3＋的浓度减小，错误；C项，b～c段，pH变化不明显，说明OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，c～d过程中，pH变化较大，说明发生了反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以c点以后Al(OH)3开始溶解，错误。‎ ‎11.【答案】C ‎【解析】根据题给表中的数据：开始沉淀时的pH可知，当Al3＋完全沉淀时，Mg2＋还没有开始沉淀；而当Mg2＋开始沉淀时，已经有部分氢氧化铝开始溶解；而当Mg2＋完全沉淀时，氢氧化铝还没有完全被溶解。‎ ‎12.【答案】(1)mol　(2)a≥4b　(3)3b＜a＜4b ‎3．9(4b－a)‎ ‎【解析】在AlCl3溶液中加入NaOH溶液，可发生的反应有：‎ AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl①‎ AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O②‎ ‎(1)根据以上两反应可以看出：‎ 当a≤3b时只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH，n[Al(OH)3]＝n(NaOH)＝mol。‎ ‎(2)如果无沉淀产生，则Al元素全部以AlO形式存在。‎ n(AlCl3)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶b≥4∶1，所以答案为a≥4b。‎ ‎(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和AlO两种形式存在。‎ 符合关系：＜＜，即：＜＜。‎ 整理得：3b＜a＜4b或＜b＜。‎ ‎13.【答案】(1)NaCl　K　(2)等于　1∶1‎ ‎【解析】(1)由图像可知，O～N发生Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，N～M发生Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，M点对应的沉淀为Mg(OH)2，N点对应的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，此时溶液中的溶质有NaCl；K点之前加入的是NaOH溶液，之后加入的是盐酸。‎ ‎(2)N～M加入NaOH 5～6 mL时，发生Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，P～F时即加入HCl 8～9 ‎ mL时，发生AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3，由于Al(OH)3和AlO物质的量相等，因此消耗NaOH、HCl的物质的量相等，体积相等，所以c(NaOH)＝c(HCl) ；点P至点F生成Al(OH)3：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3＋NaCl，用去的盐酸为1 mL，则ON段生成沉淀，生成Al(OH)3需要3 mL NaOH溶液，生成Mg(OH)2需要NaOH溶液的体积为5 mL－3 mL＝2 mL，则原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1。‎ ‎14.【答案】(1)c(SO)＞c(NH)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)‎ ‎(2)NH＋OH－===NH3·H2O　(3)0.022‎ ‎【解析】由题中图示及同周期、同主族元素的原子半径、主要化合价的变化规律可推出八种短周期元素如下：‎ R为NH4Al(SO4)2，在溶液中存在：NH4Al(SO4)2===NH＋Al3＋＋2SO、NH＋H2O鸠馧H3·H2O＋H＋、Al3＋＋3H2O鸠馎l(OH)3＋3H＋、H2O鸠馠＋＋OH―。(1)因Al(OH)3的碱性比NH3·H2O的碱性弱，故Al3＋的水解程度比NH大，故NH4Al(SO4)2溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(SO)＞c(NH)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。(2)m点加入NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则此时是NH与NaOH溶液反应，离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O。(3)10 mL 1 mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液中，Al3＋物质的量为0.01 mol，NH的物质的量为0.01 mol，SO的物质的量为0.02 mol,20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液中，Ba2＋物质的量为0.024 mol，OH－物质的量为0.048 mol，其中SO与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀0.02 mol，NH与Al3＋共消耗OH－0.04 mol，同时生成Al(OH)30.01 mol，过量的0.008 mol OH－会溶解0.008 mol的Al(OH)3，故最终反应生成沉淀为0.022 mol。‎ ‎15.【答案】(1)‎ ‎(2)‎ ‎【解析】解题的基点：Al(OH)3的沉淀和溶解图像题是建立在Al(OH)3两性的基础上，在解题时要弄清反应物的用量及添加顺序。‎ ‎16.【答案】①B　②C　③D　④A ‎【解析】①中，先形成沉淀，后沉淀溶解，且形成沉淀和溶解沉淀所消耗的CO2的量相等，故对应图像为B。②中，CO2首先与NaOH反应，当NaOH消耗完后，CO2再与NaAlO2溶液反应形成Al(OH)3沉淀，且CO2过量Al(OH)3不溶解，故对应图像为C。③中，盐酸先与NaOH反应，当NaOH消耗完后，盐酸再与NaAlO2溶液形成Al(OH)3沉淀，且盐酸过量Al(OH)3又溶解，故对应图像为D。④中，先形成沉淀，当沉淀量达到最大值时，再加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀溶解，但Mg(OH)2沉淀不溶解，故对应图像为A。‎ ‎17.【答案】(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3‎ ‎(2)氯化钾　焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色　(3)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　NH＋OH－===NH3·H2O ‎【解析】首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl与Na2CO3均不能大量共存，所以一定无Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。‎