（通用版）2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物3.2难点专攻碳酸钠、碳酸氢钠及氢氧化铝的图像学案（含解析）.doc

1、1第 2课时 难点专攻碳酸钠、碳酸氢钠与氢氧化铝的图像问题考点一 有关 Na2CO3、NaHCO 3的图像分析1数形结合理解 Na2CO3、NaHCO 3与 HCl反应a代表未生成气体时，消耗的 HCl的物质的量； b表示从开始生成气体到气体量达到最大值时消耗的 HCl的物质的量； c代表生成 CO2的物质的量。反应类型 图像离子反应(按反应先后顺序书写)向 NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸HCO H =CO2H 2O3向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸H CO =HCO 、HCO23 3 3H =CO2H 2O向 Na2CO3、NaOH 的混合溶液中逐滴加入盐酸OH H =H2O、H CO =

2、23=HCO 、HCO H =CO23 3H 2O向 Na2CO3、NaHCO 3的混合溶液中逐滴加入盐酸H CO =HCO 、HCO23 3 3H =CO2H 2O2CO 2与 NaOH反应后的溶液中溶质组成分析将 CO2通入 NaOH溶液，依据 的大小，溶质组成可能有四种情况，如图数轴所n(NaOH)n(CO2)示： 典例 将一定体积的 CO2通入一定浓度的 NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入 1 molL1 的盐酸，所加盐酸的体积与产生 CO2的体积(标准状况)的关系如图所示：2(1)加入 35 mL盐酸时，产生 CO2的体积为(标准状况)_mL。(2)溶液中所含

3、溶质及物质的量为_。解析 (1)由图像所示消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积可知，该溶液的溶质是 NaOH和 Na2CO3。 OA段 H 先与 OH 反应生成 H2O，待 OH 消耗完，H 再与 CO 反应生成23HCO 。 AB段发生反应 H HCO =CO2H 2O，加入 35 mL盐酸时，产生的 n(CO2)3 3 n(H )(3525)mL10 3 LmL1 1 molL1 0.01 mol，则 V(CO2)22.4 Lmol1 0.01 mol 0.224 L224 mL。(2)由 H CO =HCO 及23 3H HCO =CO2H 2O可知， n(CO )(4525)mL10 3

4、 LmL1 1 3 23molL1 0.02 mol，故 OA段与 H 反应的 OH 为 25 mL103 LmL1 1 molL1 0.02 mol0.005 mol，即溶液中含 NaOH 0.005 mol、Na 2CO3 0.02 mol。答案 (1)224 (2)NaOH 0.005 mol、Na 2CO3 0.02 mol备考方略 依据图像特点判断溶质成分的方法(1)若 a0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为 NaHCO3(2)若 V(Oa) V(ab)(即 Oa段与 ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为 Na2CO3(3)若 V(Oa)V(ab)(即 Oa段消耗盐酸的体积大于

5、 ab 段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为 Na2CO3和 NaOH(4)若 V(Oa)AB。则下列分析与判断不正确的是( )AM 中只有一种溶质的有和BM 中有两种溶质的有和C图显示 M中 c(NaHCO3)AB，说明含有 NaOH和 Na2CO3两种溶质，B、D 项正确；C 项，图中 OA2OA时，M 中 c(NaHCO3)c(Na2CO3)，错误。3.向 100 mL NaOH溶液中通入一定量的 CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入 0.2 molL1 的盐酸，产生 CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是( )4A原 NaOH溶液的浓度为 0.2 mol

6、L1B通入 CO2在标准状况下的体积为 448 mLC通入 CO2后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为 n(NaOH) n(Na2CO3)13D通入 CO2后，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为 n(NaHCO3) n(Na2CO3)11解析：选 A 当向 100 mL NaOH溶液中通入一定量的 CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOHCO 2=Na2CO3H 2O或 NaOHCO 2=NaHCO3。再加入盐酸 100 mL时，无论是NaOH、NaHCO 3还是 Na2CO3都会生成 NaCl，当盐酸体积为 100 mL时， n(Na ) n(Cl )，所以 n(NaOH) n(HCl

7、)0.02 mol，溶质为 NaCl时所用 NaOH溶液和盐酸的体积相同，那么浓度也相同，即原 NaOH溶液的浓度为 0.2 molL1 ，A 项正确。盐酸由 25 mL滴至 100 mL时，发生的反应为 NaHCO3HCl= =NaClCO 2H 2O，消耗盐酸 0.015 mol，生成 CO2 0.015 mol，故通入 CO2后溶液的溶质为 Na2CO3和 NaHCO3；设通入 CO2后所得溶液中的Na2CO3为 x mol，NaHCO 3为 y mol，根据原子守恒：2 x y0.02、 x y0.015，解得x0.005， y0.01，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为 n(NaHC

8、O3) n(Na2CO3)21，C、D 项错误。根据碳原子守恒，通入 CO2在标准状况下的体积为 336 mL，B 项错误。考点二 有关 Al(OH)3的图像分析与计算(一 )四 种 基 本 图 像 要 理 清1可溶性铝盐溶液与 NaOH溶液反应的图像滴加顺序 向 Al3 中滴加 OH 向 OH 中滴加 Al3现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)沉淀渐多最多不消失图像OA段 Al3 3OH =Al(OH)3 4OH Al 3 =AlO 2H 2O2离子方程式AB段Al(OH)3OH =AlO 2H 2O2 3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)322偏铝酸盐溶液与盐酸

9、反应的图像滴加顺序 向 AlO 中滴加 H2 向 H 中滴加 AlO2现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)沉淀渐多最多不消失5图像OA段 AlO H H 2O=Al(OH)32 4H AlO = Al3 2H 2O2离子方程式AB段 Al(OH)33H =Al3 3H 2OAl3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)23(二 )六 种 拓 展 图 像 要 研 透1向 AlCl3溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2溶液至过量图像 离子方程式Al3 3NH 3H2O= Al(OH)33NH 或4Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)322向 NaAlO2溶液中通入 CO2或加

10、入 AlCl3至过量图像 离子方程式AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO2 3或 3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)323向 MgCl2、AlCl 3和盐酸的混合溶液中逐滴加入 NaOH溶液至过量图像 离子方程式OA段 H OH =H2OAB段Mg2 2OH =Mg(OH)2Al 3 3OH =Al(OH)3BC段 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O24向 MgCl2、AlCl 3混合溶液中先加入 NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等)图像 离子方程式OA段 Mg2 2OH =Mg(OH)26Al3 3OH =Al(OH)3AB段 Al(O

11、H)3OH =AlO 2H 2O2BC段 AlO H H 2O=Al(OH)32CD段Al(OH)33H =Al3 3H 2OMg(OH)22H =Mg2 2H 2O5向含 MgCl2、AlCl 3、盐酸、NH 4Cl的混合溶液中，逐滴加入 NaOH溶液至过量图像 离子方程式OA段 H OH =H2OAB段Al3 3OH =Al(OH)3Mg2 2OH =Mg(OH)2BC段 NH OH =NH3H2O4CD段 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O26把 Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量图像 离子方程式OA段2Al3 3SO 3Ba 2 6OH 24=2Al(OH)33BaSO

12、 4AB段2Al(OH)3SO Ba 2 2OH 24=BaSO42AlO 4H 2O2典例 向含 Al2(SO4)3和 AlCl3的混合溶液中逐滴加入 1 molL1 Ba(OH)2溶液至过量，加入 Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是( )A图中 C点铝元素存在形式是 AlO2B向 D点溶液中通入 CO2气体，立即产生白色沉淀C原混合溶液中 cAl2(SO4)3 c(AlCl3)12D OA段反应的离子方程式为2Al3 3SO 3Ba 2 8OH =2AlO 3BaSO 44H 2O24 2解析 C点生成 BaSO4(3 mol)沉淀和 Ba(AlO2

13、)2，此时铝元素以 AlO 的形式存在，2A正确； D点溶液溶质为 Ba(AlO2)2和 Ba(OH)2，通入 CO2气体，立即产生 BaCO3和 Al(OH)3沉淀，B 正确； B点为 Al(OH)3和 BaSO4沉淀，此时 Al(OH)3的物质的量为 7 mol3 mol4 7mol，故原混合液中有 1 mol Al2(SO4)3，AlCl 3物质的量为 4 mol1 mol22 mol，即cAl2(SO4)3 c(AlCl3)12，C 正确； OA段反应的离子方程式为2Al3 3SO 3Ba 2 6OH =3BaSO42Al(OH) 3，D 错误。24答案 D备考方略 Al(OH) 3沉

14、淀图像题的分析方法Al(OH)3可以溶解在强酸、强碱中，但不溶于氨水和碳酸。所以围绕 Al3 与强酸、强碱的反应存在过量问题。解决过量问题常借助“一种思维”和“两种方法” 。(1)“一种思维”极值思维模型(2)“两种方法”一维坐标分析法：结合极值，画出数轴，分段分析；二维坐标分析法：横坐标代表反应物的量，纵坐标代表产物的量，结合极值，分析产物的量随反应物的量的变化情况并画出相应曲线。综合训练1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 滴入少量 NaOH溶液 无明显变化 在操作的基础上，继续滴加 NaOH溶液 产生白色沉淀 在操作的基础上，滴入过量的

15、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 molL1C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 a10D若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到固体的质量一定为 6 g解析：选 D 由图像信息可知，混合液中至少含有 H 、Al 3 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 A

16、l(OH)3OH =AlO 2H 2O可2知，NaOH 溶液的物质的量浓度是 5 molL1 ，B 项正确；由图像信息可知，另外一种沉淀8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a11010010，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。2.如图所示为向一定量 AlCl3溶液中加入 NaOH溶液

17、后，产生 Al(OH)3白色沉淀的质量与 NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A点时已参加反应的 AlCl3和 NaOH的物质的量之比为_。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为_。(3)向 B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是_。(4)向含有 0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在图中画出生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液体积的关系示意图。解析：(1)分析题中图像可知， OA段表示的是 AlCl3和

18、 NaOH反应生成 Al(OH)3和 NaCl 的过程，反应的化学方程式为 AlCl33NaOH= =Al(OH)33NaCl， A点时已参加反应的AlCl3和 NaOH 的物质的量之比为 13。(2)AB段是 Al(OH)3沉淀溶解的过程，反应生成 NaAlO2和 H2O，离子方程式为 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O。2(3)向 B处生成的溶液中通入二氧化碳，发生反应 2AlO CO 23H 2O=2Al(OH)23CO ，生成 Al(OH)3 白色沉淀。23(4)含有 0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中含有 NH 的物质的量为 0.1 mol，Al 3 的物质4的量为

19、 0.1 mol，逐滴加入 5 molL1 NaOH 溶液，依次发生反应的离子方程式为 Al3 3OH =Al(OH)3，NH OH =NH3H 2O，Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O。先生成4 29Al(OH)3沉淀，消耗 NaOH的物质的量为 0.3 mol，对应溶液体积为 0.060 0.3 mol5 molL 1L60 mL；与 NH 反应的 NaOH的物质的量为 0.1 mol，对应的溶液体积为40.020 L20 mL；生成的 Al(OH)3沉淀的物质的量为 0.1 mol，溶解 0.1 0.1 mol5 molL 1mol Al(OH)3沉淀需要消耗 NaOH的物质的量为 0.1 mol，则对应的溶液的体积为 20 mL，依据沉淀的物质的量和消耗 NaOH溶液的体积画出图像。答案：(1)13(2)Al(OH)3OH =AlO 2H 2O2(3)生成白色沉淀(4) 10