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.与NaOH反应生成沉淀的质量①当时，。②当时，。③当时，。II.与强酸（）反应生成沉淀的质量①当时，。②当时，。③当时，。III.的混合溶液与反应时，求的物质的量。若与的反应关系如下图，则①②IV.明矾溶液与溶液反应生成沉淀的质量。①当时，；②当时，；③当时，。例1：将100mL氯化铝溶液跟苛性钠溶液混合后，得到沉淀，此时消耗苛性钠溶液的体积是（）A.250mLB.375mLC.475mLD.500mL解析：由I中公式①可得：由I中公式②可得：。选B、C项。例2：将铝溶解于100mL溶液中，然后向所得溶液中加入的盐酸，最后可得沉淀多少克？解析：2.7g铝溶于100mL溶液中生成，余NaOH，加入盐酸时，NaOH需消耗盐酸0.2mol。生成沉淀的质量是由0.1mol和0.2mol盐酸反应而得到的。根据II中公式②可得：例3：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。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：（1）（2）因溶解Mg、Al消耗的与完全沉淀消耗的的物质的量相同，故：（3）B点处，m（沉淀）例4：向aL物质的量浓度为的明矾溶液中逐滴加入bL物质的量浓度为的溶液时，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，时，生成沉淀的质量为多少克？解析：①根据化学方程式和可知：向明矾中加，当沉淀完全时，生成沉淀的物质的量最大，此时，则；当沉淀完全时，沉淀质量最大，此时，即。②根据IV中公式②可得：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）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：为_________，为_________，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。解析：（1）加入35mLNaOH时，沉淀最多，溶液为溶液，根据电荷守恒有，又根据元素守恒有。解得（2）沉淀所耗的量是使溶解所耗的3倍，即沉淀所耗NaOH溶液为；消耗NaOH溶液的体积为。（3）由，设剩余0.9g全部为或，采用极值法不难求出a值的范围为：；a值越大，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：（1）甲溶液为_______溶液，其物质的量浓度是_______。（2）乙溶液为_______溶液，其物质的量浓度是_______。解析：列表对比如下：组别甲（mL）乙（mL）沉淀的物质的量（mol）①4401200.02②1204400.02③1204000.04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能溶解的性质，可推知甲为，乙为NaOH；再对比①②两组数据可知①组中NaOH不足量，故NaOH的物质的量为；；②组中NaOH部分溶解，设浓度为，则有：，。四、比例法比例法是利用铝及其化合物在反应过程中物质的量、质量等存在的固定比例关系来求解的方法。例7：甲、乙两烧杯中各盛有100mL的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中加入等质量的铝粉，反应结束后生成气体的体积比为甲：乙=1：2，则加入铝粉的质量为（）A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g解析：铝和盐酸的反应方程式为；铝与NaOH溶液的反应方程式为，若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉，则产生的的体积比为1：3。现在产生的气体体积比为1：2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，而对NaOH是不足量的，与盐酸反应的铝粉是2.7g，与NaOH反应的铝粉应是盐酸的2倍，所以投入铝粉的质量应为5.4g。答案为A项。