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高中一年级化学

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    在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水,下图中能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系的是
    [     ]

    A.
    B.
    C.
    D.
    本题信息:2011年同步题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水,下图中能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系的是[ ]A.B.C.D.” 主要考查您对

铝盐(铝离子)

镁的单质及其化合物

氨水

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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:
≤3时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)
≥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:,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+)-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】 


镁:

化学式Mg,它是一种银白色的轻质碱土金属,化学性质活泼,能与酸反应生成氢气,具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布,是人体的必需元素之一,原子结构示意图:

氧化镁:

化学式MgO是镁的氧化物,一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中,是冶镁的原料。

氢氧化镁:

化学式Mg(OH)2,式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水,易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃),呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂,还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。


镁及其化合物的物理性质和化学性质:

物理性质 化学性质
Mg 银白色固体,密度1.738g﹒cm3-,熔点645℃,沸点1090℃,导电导热性较好,延展性较好 ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时,容易失去最外层电子成为阳离子,表现还原性。
Mg-2e-==Mg2+
②镁与非金属反应
O2+2Mg2MgO
Cl2+MgMgCl2
S+MgMgS
3Mg+N2Mg3N2
说明在常温下,镁能与空气里的氧气发生反应,生成一层致密的氧化物薄膜,从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化,所以镁有抗腐蚀性。
③镁与酸反应
2HCl+Mg==MgCl2+H2
2H++Mg==Mg2++H2
镁跟硝酸、浓硫酸反应时,硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原,不生成氢气。
④镁跟某些氧化物反应
 2Mg+CO2C+2MgO
⑤镁跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2
说明:镁跟冷水反应非常缓慢.
MgO 白色固体,离子化合物,熔点为3073K,硬度(莫氏)为6.5,难溶于水的固体,熔点很高,是很好的耐火材料 典型的碱性氧化物,不能与水反应
Mg(OH)2 白色难溶于水的固体,其水溶液中c(OH-)很小,可以使酚酞溶液变成浅红色
Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
①可与酸反应生成盐和水,如Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O
②热稳定性差,受热容易分解
Mg(OH)2MgO+H2O

工业制备镁:

电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应:2Cl--2e-==Cl2
阴极反应:Mg2++2e-==Mg
总反应:MgCl2(熔融)Mg+Cl2
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2
说明氧化镁比氯化镁熔点高,为了降低能耗,工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。

氧化镁的应用:

氧化镁可用于染料,油漆,玻璃,化学试剂,医药,食品添加剂等方面,工业上利用MgO熔点高的特点,制造耐火材料。


氨水:

(1) 浓氨水:易挥发,密度小于水,浓度越大,密度越小,无色,有刺激性气味的液体,熔沸点较低,能导电
(2)氨水是混合物(液氨是纯净物),其中含有3种分子(NH3、NH3·H2O、H2O)和3种离子(NH4+和OH-、极少量的H+)。


氨水的性质:

①刺激性:因水溶液中存在着游离的氨分子。
②挥发性:氨水中的氨易挥发。
③不稳定性:—水合氨不稳定,见光受热易分解而生成氨和水。

④弱碱性:氨水中一水合氨能电离出OH-,所以氨水显弱碱性,具有碱的通性:
A. 能使无色酚酞试液变红色,能使紫色石蕊试液变蓝色,能使湿润红色石蕊试纸变蓝。实验室中常见此法检验NH3的存在。

B. 能与酸反应,生成铵盐。浓氨水与挥发性酸(如浓盐酸和浓硝酸)相遇会产生白烟。

而遇不挥发性酸(如硫酸、磷酸)无此现象。实验室中可用此法检验NH3或氨水的存在。
工业上,利用氨水的弱碱性来吸收硫酸工业尾气,防止污染环境。


C. 沉淀性:氨水是很好的沉淀剂,它能与多种金属离子反应,生成难溶性弱碱或两性氢氧化物。例如:
生成的Al(OH)3沉淀不溶于过量氨水。
生成的白色沉淀易被氧化生成红褐色沉淀

利用此性质,实验中可制取Al(OH)3、Fe(OH)3等。

D. 络合性:氨水与Ag+、Cu2+、Zn2+三种离子能发生络合反应,当氨水少量时,产生不溶性弱碱或两性氢氧化物,当氨水过量时,不溶性物质又转化成络离子而溶解。

实验室中用此反应配制银氨溶液。

可用此反应来鉴别两性氢氧化物氢氧化铝和氢氧化锌。

现出弱的还原性,可被强氧化剂氧化。如氨水可与Cl2发生反应:

(4)氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水.通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。

氨水,液氨和一水合氨的比较:


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