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铝及其化合物的计算题[精选]
铝及其化合物的计算题
有关Al(OH)3的反应图像
项目 图象 离子方程式 NH3·H2O滴入AlCl3溶液中 Al3++3NH3·H2O= Al(OH)3↓+3NH4+
CO2通入NaAl[(OH)4]溶液中
Al[(OH)4]-+CO2= Al(OH)3↓+HCO3-
2 Al[(OH)4]-+CO2=2 Al(OH)3↓+CO32-+H2O
NaOH滴入AlCl3溶液中 Al3++3OH-= Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=Al[(OH)4]-
AlCl3滴入NaOH溶液中 Al3++4OH-=Al[(OH)4]-
3 Al[(OH)4]-+Al3+=4 Al(OH)3↓
HCl滴入Na Al[(OH)4]溶液中 Al[(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Na Al[(OH)4]溶液滴入HCl中 AlO2-+4H+=Al3++2H2O
Al3++3 Al[(OH)4]-=4 Al(OH)3↓
铝及其化合物的计算是考查学生各种能力的重要题型,在高考及竞赛中频频出现,因此如何快速而准确解答这类题非常重要,现将几种巧算方法介绍如下:
一、公式法
铝及其化合物常见题型的计算公式如下:
I. 与NaOH反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
II. 与强酸()反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
III. 的混合溶液与反应时,求的物质的量。
若与的反应关系如下图,则
①
②
IV. 明矾溶液与溶液反应生成沉淀的质量。
①当时,;
②当时,;
③当时,。
例1:将100mL 氯化铝溶液跟苛性钠溶液混合后,得到沉淀,此时消耗苛性钠溶液的体积是( )
A. 250mL B. 375mL C. 475mL D. 500mL
解析:由I中公式①可得:
由I中公式②可得:
。选B、C项。
例2:将铝溶解于100mL 溶液中,然后向所得溶液中加入的盐酸,最后可得沉淀多少克?
解析:2.7g铝溶于100mL 溶液中生成,余NaOH ,加入盐酸时,NaOH需消耗盐酸0.2 mol。生成沉淀的质量是由0.1 mol 和0.2 mol盐酸反应而得到的。
根据II中公式②可得:
例3:把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中,然后向其中滴入溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。
求:(1)镁铝合金的质量组成。(2)盐酸的物质的量浓度。(3)B点沉淀的质量。
解析:由II中的公式①和②可得:
(1)
(2)因溶解Mg、Al消耗的与完全沉淀消耗的的物质的量相同,故:
(3)B点处,m(沉淀)
例4:向a L物质的量浓度为的明矾溶液中逐滴加入b L物质的量浓度为的溶液时,①当b满足________时,沉淀的总物质的量为最大值;当b满足________时,沉淀的总质量为最大值。②当,时,生成沉淀的质量为多少克?
解析:①根据化学方程式和可知:向明矾中加,当沉淀完全时,生成沉淀的物质的量最大,此时,则;当沉淀完全时,沉淀质量最大,此时,即。
②根据IV中公式②可得:
二、守恒法
根据化学反应中的质量守恒,电荷守恒,得失电子守恒等,可简化铝的有关计算。
例5:准确称取6g铝土矿样品(含)放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入的NaOH溶液,产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如下图所示。请回答:
(1)硫酸的物质的量浓度为_______________。
(2)若a=2.3,用于沉淀所消耗的NaOH溶液的体积是_________mL,铝土矿中各组成成分的质量分数:为_________,为_________,为_________。
(3)a值的范围应是_________,在这个范围内,a值越大,_________的质量分数越小。
解析:(1)加入35mL NaOH时,沉淀最多,溶液为溶液,根据电荷守恒有,又根据元素守恒有。
解得
(2)沉淀所耗的量是使溶解所耗的3倍,即沉淀所耗NaOH溶液为;消耗NaOH溶液的体积为。
(3)由,设剩余0.9g全部为或,采用极值法不难求出a值的范围为:;a值越大,的质量分数越小。
三、对比法
对比法是根据题给数据,对比分析出有关物质和过量物质,然后再求解答案。
例6:现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是溶液和NaOH溶液。现做如下实验:
①取440mL甲溶液与120mL乙溶液反应,产生1.56g沉淀。
②取120mL甲溶液与440mL乙溶液反应,产生1.56g沉淀。
③取120mL甲溶液与400mL乙溶液反应,产生3.12g沉淀。
通过必要的计算和推理判定:
(1)甲溶液为_______
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