本试题 “蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制碱式碳酸镁的实验步骤如下:室温下,相关金属氢氧化物沉淀的KSP见下表1注:① lg2=0.3,②离子的浓度...” 主要考查您对铝盐(铝离子)
铁盐(三价铁离子)
其他物质的制备(硫酸铜晶体、铁红等)
金属、非金属的有关计算
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铝盐:
铝盐是指正三价铝离子和酸根阴离子组成的盐,一般来说呈白色或无色晶体,溶于水,个别不溶于水。
常用的铝盐主要有三氯化铝、硫酸铝和明矾。
(1)与碱反应:Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓
Al3++4OH-(过量)== AlO2-+2H2O
(2)Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
铝盐的性质:
Al3+易水解,显酸性Al3++3H2O==Al(OH)3+3H+
(1)与碱反应:Al3++3OH-(少量)==Al(OH)3↓
Al3++4OH-(过量)==AlO2-+2H2O
(2)易发生双水解:Al3++3AlO2-+6H2O==4Al(OH)3↓
铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算
反应关系如下:
(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)
(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)
(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解)
分析以上三个化学反应方程式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为:
当≤3时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)
当≥4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=0
当3<<4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)
2、有关Al(OH)3的图像分析
①向溶液中滴加溶液
O~A段:
A~B段:
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液
O~A段:
A~B段:
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时,当氨水增加到时,产生最大沉淀量
B. 向氨水中滴加铝盐溶液时,开始时氨水过量,如图所示
分析得:氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸
O~A段:
O~B段:
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液
O~A段:
A~B段:
“铝三角”关系:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3++2H2O
典型例题解析:
在50mLbmol·L-1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L-1NaOH溶液。
(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。
解析:依题意知,在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生: AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl ①
AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O ②
根据以上两反应可以看出:
(1)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。3n[Al(OH)3]=n(NaOH)?。所以答案为0.05a/3mol。
(2)如果无沉淀生成,Al元素全部以AlO2-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AlO2-两种形式存在。符合关系:即,整理得:3b<a<4b或。
求沉淀的量的方法很多。
解法一:联立方程法。
设反应①中,AlCl3物质的量为x,则Al(OH)3为x,NaOH为3x。
反应②中AlCl3物质的量为y,NaOH为4y。
解得x=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol。 m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol=3.9(4b-a)g。
解法二:守恒法。此种条件下,溶液中的离子有Na+、Cl-、AlO2-。
n(AlO2-)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05amol-0.05×3bmol。
n[Al(OH)3]=n(Al3+)总-n(AlO2-)=0.05bmol-(0.05amol-0.15bmol)=(0.2b-0.05a)mol=0.05(4b-a)mol。
m[Al(OH)3]=78g·mol-1×0.05(4b-a)mol =3.9(4b-a)g。
【答案】
Fe3+的性质:
含Fe3+的溶液都呈黄色,具有氧化性,
(1)与还原剂反应生成二价铁
(2)与碱反应
(3)Fe3+在水中易水解
由于三价铁易水解,在保存铁盐盐溶液(FeCl3)时加入少量相应的酸(HCl),以防止Fe3+水解。
“铁三角”中的转化关系:
AlCl3与NaOH反应的相关计算:
1、求Al(OH)3沉淀的量
2、求反应物碱的量
铝与酸、碱反应的计算规律:
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(2)足量的锅分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为
(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为,则必定是:
①铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
解有关硝酸与金属反应的计算题的技巧:
1.灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系:
(1)N原子守恒:反应前所有的N只存在于HNO3中;反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设此处有NO3、NO)和Cu(NO3)3,若HNO3过量,则过量HNO3中也含一部分N,则有:n(N)=n(NO2)+ n(NO)+2n[Cu(NO3)3]+n剩(HNO3)。
(2)得失电子守恒:在反应中失去电子的是参加反应的Cu,;得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),NO3-+e→ NO2、NO3-+3e→NO。根据得失电子守恒,则有:
(3)溶液中的电荷守恒:在任何溶液中,阴离子所带负电荷总数与阳离子所带正电荷总数在数值上是相等的。在Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2+,阴离子只有NO3-(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H+、OH-);若HNO3过量,溶液中阳离子有Cu2+和H+,阴离子只有NO3-。则有:
①若HNO3不过量:
②若HNO3过量:
2.铁与稀HNO3的反应规律
(2)上述反应可以认为先发生反应①,若Fe有剩余则发生①×2+ ③即得反应②,所以,无论是反应①还是反应②,被还原的HNO3皆占参加反应的HNO3的。
有关镁、铝的图像集锦:
Al(OH)3与Al3+、AlO2-之间的转化,是建立在 Al(OH)3两性基础上的,有关相互转化的配比和沉淀Al(OH)3的质量变化,见下表:
与“蛇纹石矿可看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制碱...”考查相似的试题有: