第三章 金属及其化合物章末整合

科目三考试 http://km3.jsyst.cn 科目3实际道路考试技巧、视频教程
科目四考试 http://km4.jsyst.cn 科 目四模拟考试题 C1科目四仿真考试
1．“终态法”在镁铝混合物与酸、碱反应计算中的运用
将 5.1 g 镁和铝投入 500 mL 2 mol/L 的盐酸中，生成氢气 0.5 g，金属完全溶解。再加入 4 mol/L 的 NaOH 溶液。 (1)若要使生成的沉淀最多， 则应加入 NaOH 溶液的体积是 ( A． 200 mL C． 425 mL B．250 mL D．560 mL )
【答案】 (1)B (2)D
－ － －
2．“终态法”在有关图像问题中的运用 对这一类问题，只要识破镁铝图像中四个基本点，即：原 点、拐点、极值点、终点并能正确分析出四个基本点所对应数 据的含义和所发生的化学反应以及元素存在的形式，再加以深 入的研究，综合运用元素守恒法和终态分析法，完全可以找到 解题方法。
(2)若在滴加 NaOH 溶液的过程中，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 0.1 mol， 其中 Mg 粉的物质的量分数为 a， 用 100 mL 2 mol/L 的硫酸溶解该混合物后，再加入 450 mL 1 mol/L 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 ________。
(对应学生用书 P50)
一、金属及其化合物的相互转化 1．钠及其重要化合物的转化关系
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4．铜及其重要化合物的转化关系
二、金属材料
“终态法”的应用 终态法是一种特殊的思维方法。对于连续进行的多步反应 往往有着比较复杂的反应过程，如果按部就班去步步求解，过 程也必然是繁杂的； 解题时如果大胆的忽略掉繁杂的中间过程， 关注“起始状语”与“最终状态”之间存在的联系，寻找到二 者之间的等量关系，从而求得结果，势必大大减少中间环节， 加快解题速率，提高解题效率，在时间有限的高考中就能争取 主动，取得最终胜利。
将 0.1 mol 的镁、铝混合物溶于 100 mL 2 mol/L H2SO4 溶 液中，然后再滴加 1 mol/L 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 变化如图所示。
当 V1＝160 时，则金属粉末中：n(Mg)＝________mol，V2 ＝________。
(2)从始态(金属镁和铝)到终态 [Mg(OH2)和 Al(OH)3]沉淀， 固体增加的质量为 OH 的质量，只要计算出 OH 的物质的量 即可，而 OH 的物质的量等于反应中转移的电子的物质的量， 因反应中生成氢气 0.5 g，所以转移的电子的物质的量为氢气物 质的量的 2 倍，即 OH－的物质的量为 0.5 mol，即 OH－的质量 为 8.5 g，生成沉淀的质量最多是 13.6 g。
【解析】
首先分析出图像中的原点、拐点、极值点、终
点及其含义。原点 O 为过量的 H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3 的混 合溶液；A 点为拐点，其含义为溶液中的 Mg2 、Al3 刚好完全
＋ ＋
沉淀，生成 Mg(OH)2、 Al(OH)3；B 点也为拐点，其含义为生 成的 Al(OH)3 沉淀刚好完全溶解，生成 NaAlO2，但 Mg(OH)2 并不发生变化。
(1)由图像可知：V1 mL 的 NaOH 溶液是与过量的 H2SO4 1 反应的，则与 Mg、Al 反应的 H2SO4 为：0.2 mol－0.16 mol× 2 ＝ 0.12 mol。假设 Mg、Al 物质的量分别为 x mol、ymol，则有 3 方程组： ①x＋y＝0.1， ②x＋ y＝0.12， 解得： x＝ 0.06， y＝ 0.04。 2 当加入 V2 ml NaOH 溶液时，刚好得到 Mg(OH)2 沉淀和 NaAlO2 溶液，由关系式法：Mg2 ～2OH ，Al3 ～4OH ，有
(2)生成沉淀的质量最多是 A．22.1 g C．10.2 g B．8.5 g D．13.6
＋ ＋
(
)
【解析】 (1)要使生成的沉淀最多， Mg2 和 Al3 全部生成 Mg(OH)2 和 Al(OH)3 沉淀，溶液中溶质只含 NaCl，据 Na 元素 与 Cl 元素守恒有：500 mL×2 mol/L＝4 mol/L×V(NaOH)，所 以 V(NaOH)＝250 mL。
＋ － ＋ －
0.06×2＋0.04×4 V2＝160＋ ×103＝440。 1
(2)由终态分析法有，当 Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液 中只有 Na2SO4，关系式为 2NaOH～ H2SO4，故 V(NaOH)＝ 100 mL× 2 mol/L× 2 ＝ 400 mL。 1 mol/L (3)当所得沉淀中无 Al(OH)3 时，NaOH 溶液过量，反应后 生成的溶质为 Na2SO4、NaAlO2。则由 Na 元素守恒：n(NaOH) ＝ 0.45 L×1 mol/L≥ 0.1 L× 2 mol/L× 2＋ 0.1× (1－ a) mol。解 1 1 得 a≥ ，则满足此条件的 a 的取值范围是 ≤ a<1。 2 2 1 【答案】 (1)0.06 440 (2)400 (3) ≤a<1 2