第三章--第2课时-难点专攻——碳酸钠、碳酸氢钠及氢氧化铝的图像

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、NaHCO3的图像分析1．数形结合理解Na2CO3、NaHCO3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－3＋H＋===CO2↑＋H2O向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸H＋＋CO2－3===HCO－3、HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入盐酸OH－＋H＋===H2O、H＋＋CO2－3===HCO－3、HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸H＋＋CO2－3===HCO－3、HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O2．CO2与NaOH反应后的溶液中溶质组成分析将CO2通入NaOH溶液，依据nNaOHnCO2的大小，溶质组成可能有四种情况，如图数轴所示：[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1mol·L－1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：(1)加入35mL盐酸时，产生CO2的体积为(标准状况)________mL。(2)溶液中所含溶质及物质的量为_______________________________________。[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CO2－3反应生成HCO－3。AB段发生反应H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O，加入35mL盐酸时，产生的n(CO2)＝n(H＋)＝(35－25)mL×10－3L·mL－1×1mol·L－1＝0.01mol，则V(CO2)＝22.4L·mol－1×0.01mol＝0.224L＝224mL。(2)由H＋＋CO2－3===HCO－3及H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O可知，n(CO2－3)＝(45－25)mL×10－3L·mL－1×1mol·L－1＝0.02mol，故OA段与H＋反应的OH－为25mL×10－3L·mL－1×1mol·L－1－0.02mol＝0.005mol，即溶液中含NaOH0.005mol、Na2CO30.02mol。[答案](1)224(2)NaOH0.005mol、Na2CO30.02mol[备考方略]依据图像特点判断溶质成分的方法(1)若a＝0(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ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH(4)若V(Oa)V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3[综合训练]1．向一定量的K2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中离子数目也相应地发生变化。如图所示四条曲线与溶液中的离子的对应关系，完全正确的是()A．a：K＋；b：HCO－3；c：CO2－3；d：Cl－B．a：K＋；b：CO2－3；c：HCO－3；d：Cl－C．a：K＋；b：CO2－3；c：Cl－；d：HCO－3D．a：K＋；b：HCO－3；c：Cl－；d：CO2－3解析：选B向一定量的K2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌，a一直不变，那么a表示的是K＋，b逐渐减小，当减小到0时，c又开始减小，b表示的是CO2－3，CO2－3和H＋反应生成HCO－3，当CO2－3反应完后，H＋和HCO－3反应，所以c表示HCO－3，d从0一直不断地增大，d是Cl－。2．向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系有下列图示四种情况，且②③④图中分别有OAAB，OA＝AB，OAAB。则下列分析与判断不正确的是()A．M中只有一种溶质的有①和③B．M中有两种溶质的有②和④C．②图显示M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)D．④图显示M中的溶质为NaOH和Na2CO3解析：选C发生的反应为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，由方程式可知Na2CO3转化为NaHCO3消耗盐酸与NaHCO3反应消耗盐酸体积相等。A项，图①中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种，为NaHCO3，图③中OA＝AB，说明溶质只有Na2CO3，正确；图②中OAAB，说明含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，图④中OAAB，说明含有NaOH和Na2CO3两种溶质，B、D项正确；C项，图②中OAAB，说明含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质，当AB2OA时，M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)，当AB2OA时，M中c(NaHCO3)c(Na2CO3)，错误。3.向100mLNaOH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0.2mol·L－1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()A．原NaOH溶液的浓度为0.2mol·L－1B．通入CO2在标准状况下的体积为448mLC．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)＝1∶3D．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)＝1∶1解析：选A当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3。再加入盐酸100mL时，无论是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3都会生成NaCl，当盐酸体积为100mL时，n(Na＋)＝n(Cl－)，所以n(NaOH)＝n(HCl)＝0.02mol，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0.2mol·L－1，A项正确。盐酸由25mL滴至100mL时，发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，消耗盐酸0.015mol，生成CO20.015mol，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xmol，NaHCO3为ymol，根据原子守恒：2x＋y＝0.02、x＋y＝0.015，解得x＝0.005，y＝0.01，所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1，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336mL，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→不消失图像离子方程式OA段Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓4OH－＋Al3＋===AlO－2＋2H2OAB段Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓2．偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像滴加顺序向AlO－2中滴加H＋向H＋中滴加AlO－2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→不消失图像离子方程式OA段AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓4H＋＋AlO－2===Al3＋＋2H2OAB段Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓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＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4或Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓2．向NaAlO2溶液中通入CO2或加入AlCl3至过量图像离子方程式AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3或3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓3．向MgCl2、AlCl3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)2↓Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓BC段Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O4．向MgCl2、AlCl3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)2↓Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓AB段Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2OBC段AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓CD段Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OMg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O5．向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl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)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓BC段NH＋4＋OH－===NH3·H2OCD段Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O6．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＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓AB段2Al(OH)3＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2AlO－2＋4H2O[典例]向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol·L－1Ba(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AlO－2B．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c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2D．OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋8OH－===2AlO－2＋3BaSO4↓＋4H2O[解析]C点生成BaSO4(3mol)沉淀和Ba(AlO2)2，此时铝元素以AlO－2的形式存在，A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7mol－3mol＝4mol，故原混合液中有1molAl2(SO4)3，AlCl3物质的量为4mol－1mol×2＝2mol，即c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2，C正确；OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，D错误。[答案]D[备考方略]Al(OH)3沉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”①一维坐标分析法：结合极值，画出数轴，分段分析；②二维坐标分析法：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①滴入少量