通用版2020高考化學一輪復習第三章金屬及其化合物3.2難點專攻碳酸鈉碳酸氫鈉及氫氧化鋁的圖像學案含解析.doc

第2課時難點專攻碳酸鈉、碳酸氫鈉與氫氧化鋁的圖像問題考點一有關Na2CO3、NaHCO3的圖像分析1數(shù)形結合理解Na2CO3、NaHCO3與HCl反應a代表未生成氣體時，消耗的HCl的物質(zhì)的量；b表示從開始生成氣體到氣體量達到最大值時消耗的HCl的物質(zhì)的量；c代表生成CO2的物質(zhì)的量。反應類型圖像離子反應(按反應先后順序書寫)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸HCOH=CO2H2O向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸HCO=HCO、HCOH=CO2H2O向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入鹽酸OHH=H2O、HCO=HCO、HCOH=CO2H2O向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸HCO=HCO、HCOH=CO2H2O2CO2與NaOH反應后的溶液中溶質(zhì)組成分析將CO2通入NaOH溶液，依據(jù)的大小，溶質(zhì)組成可能有四種情況，如圖數(shù)軸所示： 典例將一定體積的CO2通入一定濃度的NaOH溶液中，為了測定所得溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1 molL1的鹽酸，所加鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積(標準狀況)的關系如圖所示：(1)加入35 mL鹽酸時，產(chǎn)生CO2的體積為(標準狀況)_mL。(2)溶液中所含溶質(zhì)及物質(zhì)的量為_。解析(1)由圖像所示消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積可知，該溶液的溶質(zhì)是NaOH和Na2CO3。OA段H先與OH反應生成H2O，待OH消耗完，H再與CO反應生成HCO。AB段發(fā)生反應HHCO=CO2H2O，加入35 mL鹽酸時，產(chǎn)生的n(CO2)n(H)(3525)mL103 LmL11 molL10.01 mol，則V(CO2)22.4 Lmol10.01 mol0.224 L224 mL。(2)由HCO=HCO及HHCO=CO2H2O可知，n(CO)(4525)mL103 LmL11 molL10.02 mol，故OA段與H反應的OH為25 mL103 LmL11 molL10.02 mol0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。答案(1)224(2)NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol備考方略依據(jù)圖像特點判斷溶質(zhì)成分的方法(1)若a0(即圖像從原點開始)溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3(2)若V(Oa)V(ab)(即Oa段與ab段消耗鹽酸的體積相同)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3綜合訓練1向一定量的K2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入，溶液中離子數(shù)目也相應地發(fā)生變化。如圖所示四條曲線與溶液中的離子的對應關系，完全正確的是()Aa：K；b：HCO；c：CO；d：ClBa：K；b：CO；c：HCO；d：ClCa：K；b：CO；c：Cl；d：HCODa：K；b：HCO；c：Cl；d：CO解析：選B向一定量的K2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸，并不斷攪拌，a一直不變，那么a表示的是K，b逐漸減小，當減小到0時，c又開始減小，b表示的是CO，CO和H反應生成HCO，當CO反應完后，H和HCO反應，所以c表示HCO，d從0一直不斷地增大，d是Cl。2向某NaOH溶液中通入CO2氣體后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的組成也不同。若向M中逐滴加入鹽酸，產(chǎn)生的氣體體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(HCl)的關系有下列圖示四種情況，且圖中分別有OA<AB，OAAB，OA>AB。則下列分析與判斷不正確的是()AM中只有一種溶質(zhì)的有和BM中有兩種溶質(zhì)的有和C圖顯示M中c(NaHCO3)<c(Na2CO3)D圖顯示M中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3解析：選C發(fā)生的反應為NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，由方程式可知Na2CO3轉化為NaHCO3消耗鹽酸與NaHCO3反應消耗鹽酸體積相等。A項，圖中加入鹽酸即有CO2生成，說明溶質(zhì)只有一種，為NaHCO3，圖中OAAB，說明溶質(zhì)只有Na2CO3，正確；圖中OA<AB，說明含有Na2CO3和NaHCO3兩種溶質(zhì)，圖中OA>AB，說明含有NaOH和Na2CO3兩種溶質(zhì)，B、D項正確；C項，圖中OA<AB，說明含有Na2CO3和NaHCO3兩種溶質(zhì)，當AB<2OA時，M中c(NaHCO3)<c(Na2CO3)，當AB>2OA時，M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)，錯誤。3.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體，充分反應后，再向所得溶液中逐滴加入0.2 molL1的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸的體積之間的關系如圖所示。下列判斷正確的是()A原NaOH溶液的濃度為0.2 molL1B通入CO2在標準狀況下的體積為448 mLC通入CO2后，所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)n(Na2CO3)13D通入CO2后，所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)11解析：選A當向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體時，反應有兩種可能情況：2NaOHCO2=Na2CO3H2O或NaOHCO2=NaHCO3。再加入鹽酸100 mL時，無論是NaOH、NaHCO3還是Na2CO3都會生成NaCl，當鹽酸體積為100 mL時，n(Na)n(Cl)，所以n(NaOH)n(HCl)0.02 mol，溶質(zhì)為NaCl時所用NaOH溶液和鹽酸的體積相同，那么濃度也相同，即原NaOH溶液的濃度為0.2 molL1，A項正確。鹽酸由25 mL滴至100 mL時，發(fā)生的反應為NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消耗鹽酸0.015 mol，生成CO2 0.015 mol，故通入CO2后溶液的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3；設通入CO2后所得溶液中的Na2CO3為x mol，NaHCO3為y mol，根據(jù)原子守恒：2xy0.02、xy0.015，解得x0.005，y0.01，所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)21，C、D項錯誤。根據(jù)碳原子守恒，通入CO2在標準狀況下的體積為336 mL，B項錯誤。考點二有關Al(OH)3的圖像分析與計算1可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像滴加順序向Al3中滴加OH向OH中滴加Al3現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)沉淀漸多最多不消失圖像離子方程式OA段Al33OH=Al(OH)34OHAl3=AlO2H2OAB段Al(OH)3OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)32偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像滴加順序向AlO中滴加H向H中滴加AlO現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)沉淀漸多最多不消失圖像離子方程式OA段AlOHH2O=Al(OH)34HAlO= Al32H2OAB段Al(OH)33H=Al33H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)31向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量圖像離子方程式Al33NH3H2O= Al(OH)33NH或Al33AlO6H2O=4Al(OH)32向NaAlO2溶液中通入CO2或加入AlCl3至過量圖像離子方程式AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO或3AlOAl36H2O=4Al(OH)33向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量圖像離子方程式OA段HOH=H2OAB段Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3BC段Al(OH)3OH=AlO2H2O4向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)圖像離子方程式OA段Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3AB段Al(OH)3OH=AlO2H2OBC段AlOHH2O=Al(OH)3CD段Al(OH)33H=Al33H2O Mg(OH)22H=Mg22H2O5向含MgCl2、AlCl3、鹽酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至過量圖像離子方程式OA段HOH=H2OAB段Al33OH=Al(OH)3Mg22OH=Mg(OH)2BC段NHOH=NH3H2OCD段Al(OH)3OH=AlO2H2O6把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明礬溶液中至過量圖像離子方程式OA段2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4AB段2Al(OH)3SOBa22OH=BaSO42AlO4H2O典例向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 molL1 Ba(OH)2溶液至過量，加入Ba(OH)2溶液的體積和所得沉淀的物質(zhì)的量的關系如圖，下列說法不正確的是()A圖中C點鋁元素存在形式是AlOB向D點溶液中通入CO2氣體，立即產(chǎn)生白色沉淀C原混合溶液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)12DOA段反應的離子方程式為2Al33SO3Ba28OH=2AlO3BaSO44H2O解析 C點生成BaSO4(3 mol)沉淀和Ba(AlO2)2，此時鋁元素以AlO的形式存在，A正確；D點溶液溶質(zhì)為Ba(AlO2)2和Ba(OH)2，通入CO2氣體，立即產(chǎn)生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正確；B點為Al(OH)3和BaSO4沉淀，此時Al(OH)3的物質(zhì)的量為7 mol3 mol4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3物質(zhì)的量為4 mol1 mol22 mol，即cAl2(SO4)3c(AlCl3)12，C正確；OA段反應的離子方程式為2Al33SO3Ba26OH=3BaSO42Al(OH)3，D錯誤。答案D備考方略Al(OH)3沉淀圖像題的分析方法Al(OH)3可以溶解在強酸、強堿中，但不溶于氨水和碳酸。所以圍繞Al3與強酸、強堿的反應存在過量問題。解決過量問題常借助“一種思維”和“兩種方法”。(1)“一種思維”極值思維模型(2)“兩種方法”一維坐標分析法：結合極值，畫出數(shù)軸，分段分析；二維坐標分析法：橫坐標代表反應物的量，縱坐標代表產(chǎn)物的量，結合極值，分析產(chǎn)物的量隨反應物的量的變化情況并畫出相應曲線。綜合訓練1某實驗小組對含有Al3的一種未知溶液進行了如下實驗分析：順序實驗操作實驗現(xiàn)象滴入少量NaOH溶液無明顯變化在操作的基礎上，繼續(xù)滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀在操作的基礎上，滴入過量的NaOH溶液白色沉淀明顯減少實驗小組經(jīng)定量分析，得出如圖所示沉淀的物質(zhì)的量與滴入NaOH溶液體積的關系。下列說法錯誤的是()A該未知溶液中至少含有三種陽離子B滴加的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 molL1C若溶液中只含三種陽離子且另一種離子為二價金屬陽離子，則a10D若將最終沉淀過濾、洗滌、灼燒，得到固體的質(zhì)量一定為6 g解析：選D由圖像信息可知，混合液中至少含有H、Al3和另外一種金屬陽離子(其可與NaOH溶液反應生成沉淀，同時沉淀不溶于NaOH溶液)，A項正確；溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的體積為10 mL，由離子方程式Al(OH)3OH=AlO2H2O可知，NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是5 molL1，B項正確；由圖像信息可知，另外一種沉淀為0.15 mol，若溶液中只含三種陽離子且另外一種離子為二價金屬陽離子，則消耗的NaOH溶液的體積為60 mL，又因為生成Al(OH)3消耗的NaOH溶液為30 mL，可知沉淀二價金屬陽離子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的體積為100 mL，故a11010010，C項正確；由題目已知信息不能確定另外的金屬陽離子，故不能確定最終沉淀的質(zhì)量，D項錯誤。2.如圖所示為向一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，產(chǎn)生Al(OH)3白色沉淀的質(zhì)量與NaOH的物質(zhì)的量之間的關系曲線。請回答下列問題：(1)A點時已參加反應的AlCl3和NaOH的物質(zhì)的量之比為_。(2)AB段曲線所表示的反應的離子方程式為_。(3)向B處生成的溶液中通入二氧化碳，可觀察到的現(xiàn)象是_。(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH溶液，開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有刺激性氣味的氣體逸出；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。請在圖中畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH 溶液體積的關系示意圖。解析：(1)分析題中圖像可知，OA段表示的是AlCl3和NaOH反應生成Al(OH)3和NaCl 的過程，反應的化學方程式為AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，A點時已參加反應的AlCl3和NaOH 的物質(zhì)的量之比為13。(2)AB段是Al(OH)3沉淀溶解的過程，反應生成NaAlO2和H2O，離子方程式為Al(OH)3OH=AlO 2H2O。(3)向B處生成的溶液中通入二氧化碳，發(fā)生反應2AlO CO23H2O=2Al(OH)3CO，生成Al(OH)3 白色沉淀。(4)含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中含有NH 的物質(zhì)的量為0.1 mol，Al3的物質(zhì)的量為 0.1 mol，逐滴加入5 molL1NaOH 溶液，依次發(fā)生反應的離子方程式為 Al3 3OH=Al(OH)3，NHOH=NH3H2O，Al(OH)3OH=AlO2H2O。先生成Al(OH)3沉淀，消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.3 mol，對應溶液體積為0.060 L60 mL；與NH反應的NaOH的物質(zhì)的量為0.1 mol，對應的溶液體積為0.020 L20 mL；生成的Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量為0.1 mol，溶解0.1 mol Al(OH)3沉淀需要消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.1 mol，則對應的溶液的體積為20 mL，依據(jù)沉淀的物質(zhì)的量和消耗NaOH溶液的體積畫出圖像。答案：(1)13(2)Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)生成白色沉淀(4)