?微專題?大素養(yǎng)5“鋁三角”中的圖像題
【知識基礎】
一、Al3＋、Al(OH)3、AlO2-之間的轉化關系——“鋁三角”

1．寫出上述轉化的離子方程式：
(1)①___________________________________________________________________。
②_____________________________________________________________________。
③_____________________________________________________________________。
(2)_____________________________________________________________________。
(3)______________________________________________________________________。
(4)______________________________________________________________________。
(5)①____________________________________________________________________。
②_______________________________________________________________________。
(6)______________________________________________________________________。
2．掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2-三者之間的轉化比例：

二、四個基本圖像
1．可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像：
操作
向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量
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)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
圖像


離子方程式　


2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像：
操作
向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量
向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量
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)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失
圖像


離子方程式　


三、三個拓展圖像

1．向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖像如圖1所示。
2．向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。
3．向含MgCl2、AlCl3、鹽酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至過量，沉淀圖像如圖3所示，反應的先后順序與圖像關系為


【素養(yǎng)專練】
一、單一圖像的判斷計算
1．向物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L－1的AlCl3和鹽酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下圖[n表示Al(OH)3的物質(zhì)的量，V表示NaOH溶液的體積]能正確表示這個反應過程的是(　　)

二、復合圖像的判斷計算
2．[Al3＋、AlO2-形成Al(OH)3圖像的綜合分析]如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關系曲線。下列判斷錯誤的是(　　)

A.①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變化
B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量
C．③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化
D．④線表示AlO2-的物質(zhì)的量的變化
3．某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L-1的鹽酸，測得溶液中的HCO3-、CO32-、AlO2-、Al3＋的物質(zhì)的量與加入鹽酸的體積變化關系如圖所示，則下列說法正確的是(　　)

A．原混合溶液中的CO32-與AlO2-的物質(zhì)的量之比為1∶2
B．V1∶V2＝1∶5
C．M點時生成的CO2為0.05 mol
D．e曲線表示的離子方程式為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
4．向盛有10 mL 1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的燒杯中滴加 1 mol·L-1NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如圖：

(1)寫出m點反應的離子方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 mol·L-1Ba(OH)2溶液，充分反應后，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為________mol。
三、不規(guī)則圖像的分析
5．某研究性學習小組擬探究在含Mg2＋、Al3＋的混合溶液中滴加NaOH溶液時，生成氫氧化物沉淀的過程。

【實驗】在0.1 mol·L－1 MgSO4、0.05 mol·L-1Al2SO43的混合溶液中滴加0.5 mol·L－1 NaOH溶液，借助氫離子傳感器和相應分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液的加入變化情況如圖所示。
(1)為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于________(填儀器名稱)中滴加。
(2)圖中有三個pH增加緩慢的階段，第一階段(a點前)對應的實驗現(xiàn)象是___________
________________________________________________________________________。
(3)對第二階段(b點～c點)溶液pH變化緩慢的本質(zhì)，小組同學作出如下推測，請補充推測2和3：
推測1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；
推測2：_________________________________________________________________；
推測3：_________________________________________________________________。
若推測1符合實際情況，則a點之前反應的離子方程式為________________________，請據(jù)此描述MgOH2、Al(OH)3兩種物質(zhì)在水溶液中溶解性的差異_____________________。
(4)請分析e點后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設計實驗檢驗(可不填滿)：
較大量存在的含金屬元素的離子
檢驗方法






6．生產(chǎn)上用過量燒堿溶液處理某礦物(含Al2O3、MgO)，過濾后得到的濾液用NaHCO3溶液處理，測得溶液pH和AlOH3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是(　　)

A．NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8 mol·L－1
B．b點與c點溶液所含粒子種類相同
C．a(chǎn)點溶液中存在的離子是
D．生成沉淀的離子方程式為
真題演練·素養(yǎng)通關
1.[2022·湖南卷，7]鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下：

下列說法錯誤的是(　　)
A．不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料
B．采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率
C．合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6和CO2
D．濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用
2．[2021·湖南卷，6]一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程如下：

下列說法錯誤的是(　　)
A．物質(zhì)X常選用生石灰
B．工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂
C.“氯化”過程中發(fā)生的反應為MgO＋C＋Cl2高溫===MgCl2＋CO
D．“煅燒”后的產(chǎn)物中加稀鹽酸，將所得溶液加熱蒸發(fā)也可得到無水MgCl2
3．[2021·浙江6月，9]下列說法不正確的是(　　)
A．硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽
B．鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂
C．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣
D．常溫下，鋁遇濃硝酸或濃硫酸時會發(fā)生鈍化
4．[2020·江蘇卷，3]下列有關物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應關系的是(　　)
A．鋁的金屬活潑性強，可用于制作鋁金屬制品
B．氧化鋁熔點高，可用作電解冶煉鋁的原料
C．氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸
D．明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水
5．[2020·浙江1月，12]下列關于鋁及其化合物的說法，不正確的是(　　)
A．明礬可用作凈水劑和消毒劑
B．利用鋁熱反應可冶煉高熔點金屬
C．鋁可用作包裝材料和建筑材料
D．氫氧化鋁可用作治療胃酸過多的藥物
6．[2021·全國乙卷，26]磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如圖工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

該工藝條件下，有關金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表
金屬離子
Fe3＋
Al3＋
Mg2＋
Ca2＋
開始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列問題：
(1)“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉化為相應的硫酸鹽。寫出Al2O3轉化為NH4Al(SO4)2的化學方程式________________________________________________________________________。
(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是________________________________________________________________________。
(3)“母液①”中Mg2＋濃度為________mol·L-1。
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最適合的酸是______。“酸溶渣”的成分是________、________。
(5)“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應的離子方程式是_____________________________________________________________________。
(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得________，循環(huán)利用。













微專題·大素養(yǎng)⑤
【知識基礎】
1．(1)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+
Al3＋＋3AlO2-＋6H2O===4Al(OH)3↓　
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　
(3)Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O　
(4) AlO2-＋4H＋===Al3＋＋2H2O　
(5) AlO2-＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓　
(6)Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O
【素養(yǎng)專練】
1．解析：向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反應情況分為三個階段：第一階段為OH－＋H＋===H2O，此時無沉淀產(chǎn)生；第二階段有白色沉定產(chǎn)生，反應的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；第三階段滴加NaOH溶液至過量，沉淀逐漸溶解最后完全消失，反應的離子方程式為AlOH3+OH-===AlO2-＋2H2O，結合反應方程式及濃度關系可知三個階段消耗NaOH物質(zhì)的量之比為1∶3∶1。
答案：D
2．解析：AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。
答案：B
3．解析：向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L-1的鹽酸，首先發(fā)生反應：AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，a表示AlO2-，根據(jù)鹽酸消耗的體積可知：n(H＋)＝n(AlO2-)＝n[Al(OH)3]＝1 mol·L-1×0.05 L＝0.05 mol；當AlO2-反應完全，CO32-反應，b表示CO32-，反應的離子方程式是：CO32-+H＋===HCO3-，n(H＋)＝n(CO32-)＝0.05 L×1 mol·L－1＝0.05 mol；c、d表示HCO3-，CO32-反應完全，產(chǎn)生的HCO3-會發(fā)生反應：HCO3-+H＋===CO2↑＋H2O，n(HCO3-)＝n(H＋)＝0.05 L×1 mol·L-1＝0.05 mol；當HCO3-反應完全，Al(OH)3發(fā)生反應：AlOH3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，e表示Al3＋，當Al(OH)3反應完全，消耗HCl的物質(zhì)的量是Al(OH)3的3倍，n(H＋)＝3n[Al(OH)3]＝3×0.05 mol＝0.15 mol，則該階段加入鹽酸的體積是0.15 mol1 mol·L-1＝0.15 L＝150 mL。原混合溶液中的CO32-與AlO2-的物質(zhì)的量之比為0.05 mol∶0.05 mol＝1∶1，A錯誤；在原混合物中n(CO32-)＝0.05 mol，在V1時溶液中的CO32-和HCO3-的物質(zhì)的量相等，都等于0.025 mol，根據(jù)方程式：CO32- +H+===HCO3－可知反應0.025 mol CO32-時消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.025 mol，鹽酸的體積為0.025 mol1 mol·L-1＝0.025 L＝25 mL，故V1＝50 mL＋25 mL＝75 mL，根據(jù)前面的分析可知：V2＝150 mL＋150 mL＝300 mL，所以V1∶V2＝75 mL∶300 mL＝1∶4，B錯誤；根據(jù)前面的分析可知M點時溶液中CO32-完全轉化為HCO3-，沒有產(chǎn)生CO2，C錯誤；根據(jù)前面的分析可知，e曲線表示反應：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，D正確。
答案：D
4．解析：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH4+＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：AlOH3 +OH-===AlO2-＋2H2O，故m點的離子反應為NH4+＋OH－===NH3·H2O。
(2)因NH4Al(SO4)2的物質(zhì)的量為0.01 L×1 mol·L-1＝0.01 mol，Ba(OH)2的物質(zhì)的量為0.02 L×1.2 mol·L－1＝0.024 mol，產(chǎn)生沉淀的反應有兩類。一是SO42-+Ba2＋===BaSO4↓，n(SO42－)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，0.02 mol

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