巧解铝及其化合物的计算题

巧解铝及其化合物的计算题

巧解铝及其化合物的计算题

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. Al3 与NaOH反应生成沉淀的质量

3

①当n(Al

):n(OH

) 1:3时，m[Al(OH)3]

n(OH

3

)

78 26n(OH

)(g)。

②当1:4 n(Al3 ):n(OH ) 1:3时，m[Al(OH)3] 78[4n(Al3 ) n(OH )](g)。 ③当n(Al3 ):n(OH ) 1:4时，m[Al(OH)3] 0。 II. AlO 与强酸（H ）反应生成沉淀的质量 2

①当n(AlO 2):n(H) 1时，m[Al(OH)3] 78n(H)(g)。

②当1:4 n(AlO 2):n(H) 1时，m[Al(OH)3] 26[4n(AlO2) n(H)](g)。

③当n(AlO 2):n(H) 1:4时，m[Al(OH)3] 0。

III. Mg

2

、Al

3

的混合溶液与OH 反应时，求Mg

2

、Al

3

的物质的量。

若Mg

2

、Al

3

与OH 的反应关系如下图，则

①n(Al3 ) (b a)mol

2

②n(Mg)

4a 3b2

mol

巧解铝及其化合物的计算题

IV. 明矾[KAl(SO4)2 12H2O]溶液与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀的质量。

①当

n明矾n[Ba(OH)2]

23

时，m沉淀 285n[Ba(OH)2]；

②当

12

n明矾n[Ba(OH)2]

23

时，m沉淀 77n[Ba(OH)2] 312n明矾；

③当

n明矾n[Ba(OH)2]

23

时，m沉淀 466n明矾。

例1：将100mL 0.6mol L 1氯化铝溶液跟0.4mol L 1苛性钠溶液混合后，得到

3.9gAl(OH)3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：

n(OH

) 0.15mol，V(NaOH)

0.15mol0.4mol L

1

1000mL L

1

375mL

由I中公式②可得：n(OH ) 4n(Al3 ) n[Al(OH)3] 0.19mol

V(NaOH)

0.19mol0.4mol L

1

1000mL L

1

475mL。选B、C项。

例2：将2.7g铝溶解于100mL 3mol L 1 NaOH溶液中，然后向所得溶液中加入

400mL1mol L

1

的盐酸，最后可得沉淀多少克？

巧解铝及其化合物的计算题

解析：2.7g铝溶于100mL 3mol L 1NaOH溶液中生成0.1molNaAlO2，余NaOH

0.2mol，加入0.4mol盐酸时，NaOH需消耗盐酸0.2 mol。生成沉淀的质量是由0.1 mol

NaAlO

2

和0.2 mol盐酸反应而得到的。

根据II中公式②可得：m[Al(OH)3] 26(4 0.1 0.2) 5.2(g)

例3：把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol L 1NaOH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：

n(Al) n(Al

3

) (60 50) 10

2

3

1 0.01(mol)

10

3

n(Mg) n(Mg)

4(50 10) 3(60 10)

2

0.005(mol)

（1）m(Al) 0.01mol 27g mol

1

0.27(g)

m(Mg) 0.005mol 24g mol

1

0.12(g)

（2）因溶解Mg、Al消耗的H 与完全沉淀Mg故：

c(HCl)

1 50 10

0.1

3

2

、Al

3

消耗的OH 的物质的量相同，

0.5(mol L)

1

（3）B点处，m（沉淀） 0.01 78 0.005 58 1.07(g)

巧解铝及其化合物的计算题

例4：向a L物质的量浓度为Mmol L 1的明矾[KAl(SO4)2 12H2O]溶液中逐滴加入b L物质的量浓度为Nmol L 1的Ba(OH)2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a b 0.5，M 2，N 3.6时，生成沉淀的质量为多少克？

解析：①根据化学方程式2KAl(SO4)2 3Ba(OH)2 2Al(OH)3 3BaSO和KAl(SO4)2 2Ba(OH)2 KAlO

Al

3

2

4

K2SO

4

2BaSO

4

2H2O可知：向明矾中加Ba(OH)2，当

3aM2N

沉淀完全时，生成沉淀的物质的量最大，此时3aM 2bN，则b

2aMN

；当SO

2 4

沉淀

完全时，沉淀质量最大，此时2aM bN，即b

②根据IV中公式②可得：

。

m沉淀＝(77 0.5 3.6 312 0.5 2) 450.6(g)

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Al2O3、Fe2O3、SiO2）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10mol L 1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Fe3 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：Al2O3为_________，Fe2O3为_________，SiO2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。

巧解铝及其化合物的计算题

解析：（1）加入35mL NaOH时，沉淀最多，溶液为Na2SO4溶液，根据电荷守恒有

n(Na

) 2n(SO

2

4

)，又根据元素守恒有n(Na

) n(NaOH) 10mol L

1

0.035L

0.35mol。

n(SO

2 4) n(H2SO4) c(H2SO4) 0.1L

解得c(H2SO4) 1.75mol L 1

（2）沉淀Al3 所耗OH 的量是使Al(OH)3溶解所耗OH 的3倍，即沉淀Al3 所耗NaOH溶液为30mL；Fe3 消耗NaOH溶液的体积为35mL 30mL 2.3mL 2.7mL。

16

16

1

n(Al2O3)

n(NaOH) (10mol L

0.030L) 0.05mol

w(Al2O3) w(Al2O3)

0.05mol 102g mol

6g

10 2.7 10

3 2 6

3

1

100% 85%

160 100% 12%

w(SiO

2

) 3%

（3）由m(Al2O3) 5.1g，设剩余0.9g全部为Fe2O3或SiO2，采用极值法不难求出a值的范围为：1.625 a 5；a值越大，Fe2O3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AlCl3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：

巧解铝及其化合物的计算题

（1）甲溶液为_______溶液，其物质的量浓度是_______mol L 1。

（2）乙溶液为_______溶液，其物质的量浓度是_______mol L 1。

对比②③两组数据，甲用量相同，乙的用量②比③多而生成的沉淀反而③比②多，根据NaOH能溶解Al(OH)3的性质，可推知甲为AlCl3，乙 …… 此处隐藏：2255字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……