第三章 学案17 数形结合思想的应用

一、有关反应产物的判断

两种物质间发生两个或两个以上的连续反应或并列反应时，可先根据题目写出有关反应的化学方程式，确定物质间量的关系，然后根据所给反应物的量的关系在数轴上的位置确定产物。

典例导悟1试分析一定量的CO2气体，通入一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中，所得产物与其物质的量之间的关系。

已知：反应①：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 反应②：NaOH＋CO2===NaHCO3 (1)画出数轴。

(2)判断反应产物并完成下述表格： nCO2反应情况 生成物 nNaOH <1∶2 Na2CO3 ＝1∶2 CO2与NaOH恰好按①反应 1nCO2 <<1 2nNaOHNaHCO3 ＝1∶1 恰好发生反应② >1∶1 听课记录：

变式演练 (2011·山东济宁模拟)将某些化学知识用数轴表示，具有直观形象、简明易记的优点。下列用数轴表示的化学知识中不正确的是( )

A．分散系的分类

B．AlCl3和NaOH溶液反应后铝元素的存在形式

C．Fe在Cl2中的燃烧产物

D．CO2与NaOH溶液的反应产物

二、有关Al(OH)3相关沉淀的图象及计算

＋

1．把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量 (1)现象：先有白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。

(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

＋

2．把铝盐(Al3)逐滴加入到强碱溶液中至过量

(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。 (2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

－

3．在AlO2溶液中逐滴加入强酸至过量

(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。 (2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

－

4．在强酸溶液中逐滴加入AlO2至过量

(1)现象：反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。 (2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

5．明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量 (1)现象：先有白色沉淀生成然后部分沉淀溶解。 (2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

＋＋

6．向含Mg2和Al3混合液中，滴入强碱溶液至过量 渐多→渐多→最多→减少→不变

(2)画出图象并写出有关反应的离子方程式。

＋＋＋

典例导悟2 某无色溶液中，已知含有H、Mg2、Al3等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是( )

听课记录：

－

典例导悟3 将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol·L1的H2SO4溶液中，然后再

－

滴加1mol·L1的NaOH溶液。请回答：

(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如右图所示。当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________mL。

＋＋

(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____mL。

－

(3)若混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL2mol·L1的H2SO4

－

溶解此混合物后，再加入450mL1mol·L1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。

＋＋＋

1．将Na2O2逐渐加入到含有Al3、Mg2、NH4的混合液中并微热，产生沉淀和气体的

＋＋

物质的量(mol)与加入Na2O2的物质的量(mol)的关系如下图所示，则原溶液中Al3、Mg2、＋

NH4的物质的量分别为( )

A．2 mol、3 mol、8 mol B．3 mol、2 mol、8 mol C．2 mol、3 mol、4 mol D．3 mol、2 mol、4 mol 2．(2011·浙江绍兴联考)有MgCl2、Al2(SO4)3的混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下图所示，则溶液中MgCl2与Al2(SO4)3的物质的量浓度之比为( )

A．1∶1B．2∶3C．3∶2D．2∶1

3．将一定质量的Mg和Al混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是( )

A．Mg和Al的总质量为8g

－

B．硫酸的物质的量浓度为5mol·L1

C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2L

－

D．NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L1

1．钠及其重要化合物的关系

2．铝及其重要化合物的转化关系

3．铁及其重要化合物的转化关系

4．铜及其重要化合物的转化关系

专题学案17 数形结合思想的应用 专题探究区

＋－

二1.A→B：Al3＋3OH===Al(OH)3↓

－－

B→D：Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O

2．A→B：Al＋4OH===AlO2＋2H2O

＋－－

或Al3＋4OH===[Al(OH)4]

＋－

B→C：Al3＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓

3＋

－－

3．A→B：AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓

＋＋

B→D：Al(OH)3＋3H===Al3＋3H2O

－＋

4．A→B：4H＋AlO2===Al＋2H2O

＋－

B→C：Al3＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓

＋－

3＋

5．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

6．①Al＋3OH===Al(OH)3↓

＋－

②Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓

－－

③Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O

3＋

－

典例导悟 1 (1)

(2) nCO2 nNaOH<1∶2 ＝1∶2 1nCO2<<1 2nNaOH＝1∶1 >1∶1 反应情况 NaOH过量，只发生反应① CO2与NaOH恰好按①反应 ①②两个反应均有 生成物 Na2CO3(余NaOH) Na2CO3 NaHCO3、 Na2CO3 NaHCO3 NaHCO3 恰好发生反应② 发生反应②，CO2剩余 －＋＋3＋

2 B [与OH反应的能力应是H>Al>Mg2(同浓度下)。此题解法为化学问题形象数

＋－

学化(量化)。注意：Al3——Al(OH)3——AlO2图形是非等腰三角形。]

3 (1)0.06 440 (2)400 1

(3)≤a<1 2

解析 (1)由图象可知V1mLNaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4

1

为：0.2mol－0.16mol×＝0.12mol，设0.1mol的Mg、Al混合物中Mg、Al的物质的量分别

2

为x、y。则有方程组：

x＋y＝0.1molx＝0.06mol 解得 x＋1.5y＝0.12moly＝0.04mol

＋－

当加入V2mLNaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2，关系式为：Mg2～2OH，

0.06×2mol＋0.04×4mol＋－－

Al3～4OH得V2＝160mL＋×103mL·L1＝440mL。 －11mol·L

＋＋

(2)当Mg2、Al3刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式2NaOH～H2SO4得V(NaOH)

－1

100mL×2mol·L×2＝＝400mL。 －11mol·L

(3)当所得沉淀无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为Na2SO4、NaAlO2，

－－

则根据Na元素守恒有n (NaOH)＝0.45L×1mol·L1≥0.1L×2mol·L1×2＋0.1×(1－a)mol。

11

解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a<1。

22变式演练 C

专题集训区 1．C 2.A

3．D [由图可知，固体中含有0.15 mol的Mg和0.2 mol的Al，所以总质量为9 g；与

－

硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol1＝10.08 L；在加入240 mL NaOH溶液时，Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO2，所以氢氧化钠溶液的浓度为

0.35－0.15 mol－

L1。] －3－1＝5 mol·

240－200 mL×10 L·mL