内容正文:
数形思想突破Al(OH)3的图像及应用
[考点突破]
数形结合的解题思想符合核心素养,考查学生依据事实,分析研究对象的构成要素和各要素的关系,建立认知模型,揭示规律的能力,培养通过图形的观察,获取有关感性知识,并进行加工、吸收、有序存储能力和解决问题的能力
(一)四个基本图像
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程
式
Al3++3OH-===
Al(OH)3↓(AB段)
Al(OH)3+OH-===
AlO+2H2O(BC段)
Al3++4OH-===AlO
+2H2O(AB段)
3AlO+Al3++6H2O
===4Al(OH)3↓(BC段)
(1)沉淀Al3+所需n(OH-)与Al(OH)3溶解所需n(OH-)的比为3∶1;
(2)Al(OH)3溶解所需n(OH-)=n[Al(OH)3]。
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程
式
AlO+H++H2O===Al(OH)3↓(AB段)
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O(BC段)
AlO+4H+===Al3++2H2O(AB段)
Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓(BC段)
沉淀AlO所需n(H+)与Al(OH)3溶解所需n(H+)的比为1∶3;(2)Al(OH)3溶解所需n(H+)=3n[Al(OH)3]。
(二)图像拓展
(1)含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应①向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合物溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,沉淀图像如图所示,有关的离子方程式为:
O→A:H++OH-===H2O
A→B:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
B→C:NH+OH-===NH3·H2O
C→D:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
(2)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量,图像如图所示,有关的化学方程式为:
O→A:2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4;A→B:2Al(OH)3+K2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2KAlO2+4H2O。
[典题应用]
[例] 某实验小组对含有Al3+的一种未知溶液进行了如下实验分析:
顺序
实验操作
实验现象
(1)
滴入少量NaOH溶液
无明显变化
(2)
在操作(1)的基础上,继续滴加NaOH溶液
产生白色沉淀
(3)
在操作(2)的基础上,滴入过量的NaOH溶液
白色沉淀明显减少
实验小组经定量分析,得出如图所示沉淀的物质的量与滴入NaOH溶液体积的关系。下列说法错误的是( )
A.该未知溶液中至少含有三种阳离子
B.滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.若溶液中只含三种阳离子且另一种离子为二价金属阳离子,则a=10
D.若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到固体的质量一定为6 g
解答图像题思维模型
解析:D [由图像信息可知,混合液中至少含有H+、Al3+和另外一种金属阳离子(其可与NaOH溶液反应生成沉淀,同时沉淀不溶于NaOH溶液),A项正确;溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的体积为10 mL,由离子方程式Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O可知,NaOH溶液的物质的量浓度是5 mol·L-1,B项正确;由图像信息可知,另外一种沉淀为0.15 mol,若溶液中只含三种阳离子且另外一种离子为二价金属阳离子,则消耗的NaOH溶液的体积为60 mL,又因为生成Al(OH)3消耗的NaOH溶液为30 mL,可知沉淀二价金属阳离子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的体积为100 mL,故a=110-100=10,C项正确;由题目已知信息不能确定另外的金属阳离子,故不能确定最终沉淀的质量,D项错误。]
[对点集训]
1.Be(OH)2具有两性,与强酸反应时生成Be2+,与强碱反应时生成BeO。现有三份等物质的量浓度,等体积的BeCl2、MgCl2、AlCl3溶液(配制时均加入少量盐酸),现将一定浓度的NaOH溶液分别滴入三种溶液中至过量,NaOH溶液的体积x(mL)与生成沉淀的物质的量y(m