(10分)在m mL b mol·L-1 AlCl3溶液中,加入等体积a mol·L-1的NaOH溶液。  (1)当a≤3b时,生成Al(OH)3沉淀的物质的量

(10分)在m mL b mol·L-1 AlCl3溶液中,加入等体积a mol·L-1的NaOH溶液。  (1)当a≤3b时,生成Al(OH)3沉淀的物质的量

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(10分)在m mL b mol·L-1 AlCl3溶液中,加入等体积a mol·L-1的NaOH溶液。  
(1)当a≤3b时,生成Al(OH)3沉淀的物质的量是___________mol。 
(2)当a、b满足_____________条件时,无沉淀生成。
(3)当a、b分别满足___________条件时,有沉淀生成且溶液中无Al3存在,生成Al(OH)3沉淀的物质的量是________ mol
答案
(1)  am/3000(2分)     (2) a≥4b(2分)   
(3) 3b≤a<4b(3分);   (4mb-ma)×10-3 mol(3分)
解析

试题分析:(1)在化学反应中,参加反应的物质的物质的量之比=化学计量数之比.AlCl3和NaOH反应,3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl,
当AlCl3和NaOH恰好反应即物质的量之比为1:3时,生成的Al(OH)3物质的量最大.当a≤3b时,反应中NaOH不足量,计算时应以NaOH为标准进行,
设生成Al(OH)3沉淀的物质的量为x。
3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl
3               1
m×10-3×a          x
3:1= m×10-3×a:x
解得 x= am/3000mol,
故答案为:am/3000;
(2)AlCl3和NaOH反应生成Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,能够溶于NaOH溶液,所以生成的沉淀会减少,NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,
方程式3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl和 NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O 相加,得到方程式4NaOH+AlCl=NaAlO2+3NaCl+2H2O,由方程式可得,
当AlCl3和NaOH物质的量之比为1:4时,恰好没有沉淀产生。
4NaOH+  AlCl3  =  NaAlO2+3NaCl+2H2O
4          1
m×10-3a   m×10-3b
a:b=4:1
故答案为:a=4b或a>4b;即a≥4b。
(3)有沉淀生成且溶液中无Al3存在,3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl,后又有部分沉淀溶解,NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O
所以3b≤a<4b时,会出现先有沉淀生成后又有部分沉淀溶解,当全部生成沉淀时,应以AlCl3为标准进行计算,
当沉淀生成后又有部分沉淀溶解时,应以剩余的NaOH为标准进行计算。
设AlCl3全部转化为Al(OH)3时,需要的NaOH为xmol,生成的Al(OH)3为ymol,
3NaOH+AlCl3=Al(OH)3+3NaCl
3       1     1
x     m×10-3b    y
x=3m×10-3b  y= m×10-3b
剩余NaOH的物质的量为:m×10-3a-3m×10-3b,
设生成NaAlO2时需要的Al(OH)3物质的量为zmol,
NaOH+          Al(OH)3  =    NaAlO2  +    2H2O
1                  1
m×10-3a-3m×10-3b  z
z= m×10-3a-3m×10-3b
所以剩余的Al(OH)3物质的量为m×10-3b-(m×10-3a-3m×10-3b)=4m×10-3b- m×10-3a=(4mb-ma)×10-3 mol。
故答案为:3b≤a<4b;(4mb-ma)×10-3
点评:本题考查的是铝的重要化合物的有关计算及有关计算范围的讨论.在做讨论题时,结合有关化学方程式,找出反应的临界值进行讨论,简洁明了.如:NaOH溶液中通入CO2、向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸等都是有关计算范围的讨论。
举一反三
下列物质中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的物质是 (   )
①NaHCO3       ②Al2O3  ③Al(OH)3 ④Al     ⑤(NH4)2CO3
A.全部B.①②③
C.①②③⑤D.②③④

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把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中,然后向其中滴入
溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。

(1)合金中镁的质量       g铝的质量      g
(2)盐酸的物质的量浓度        mol/L
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铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程:

已知:铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质;
(1)      写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式:__________________________;_____________________________。
(2)在工艺流程第三步中,选用二氧化碳作酸化剂的原因是:_________。
(3)若将铝溶解,下列试剂中最好选用________(填编号)。理由是_________________。
A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.浓硝酸

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写出下列方程式(10分 每空2分)
(1)金属铝和氢氧化钠溶液反应(离子方程式)                                    
(2)氢氧化亚铁放在空气中变为红褐色                                             
(3)工业制漂白粉                                                           
(4)高温条件下铝和五氧化二钒(V2O5)反应                                        
(5)工业冶炼铝                                      
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Al2O3常用于制造耐火坩埚,但氧化铝坩埚不能用于加热熔融下列化合物中的(   )
A.NaCl B.NaNO3C.NaOH D.Na2SO4

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