归纳与整理特级教师教学实录

谈“铝盐与强碱反应生成氢氧化铝沉淀”的计算

甘肃省兰州市第十八中学

金万龙

（730084）

高中化学在铝系的计算中，铝盐中加入强碱，反应生成氢氧化铝沉淀的计算是一个难点，也是高考的热点和考点。学生往往感到开书了然，闭书枉然。在此类型的计算中容易搞错。原因是反应多，且关系复杂。只要正确应用有关反应物的量关系，化繁为简，才能在计算中得心应手，甚至根据铝离子与氢氧根离子的比值，套用公式得出题解。

在铝盐与强碱反应生成氢氧化铝沉的计算，分两种情况进心计算。

（1）如果已知生成氢氧化铝沉的质量或物质的量，求强碱的浓度和体积，答案可能有两个。

（2）如果已知强碱的浓度和体积，求生成氢氧化铝沉的质量或物质的量，答案只有一个。

一﹑如果已知Al3+的物质的量和生成氢氧化铝沉淀的质量（或物质的量），求加入的碱（OH-）的体积或物质的量浓度。加入的碱（OH-）的值可能有两个值。以下图进行说明。

注：①X轴为加入碱（OH-）的量（溶液的体积或溶质质量或溶质的物质的量）。

②Y轴为生成Al(OH)3沉淀的量。

③N点表示题中给出的Al(OH)3沉淀的值。

④M点表示生成Al(OH)3沉淀的最大值。

（一）在刚开始反应时，由于溶溶液中Al3+过量，其离子方程式：

3+ --Al+ 3OH

= Al(OH)3↓（图中O→A段）。随着碱（OH）的量的逐渐加入，生成氢氧化铝沉淀的量增加。当加入的碱（OH-）的量为x值时，溶液中的Al3+全部生成氢氧化铝沉淀，即生成氢氧化铝沉淀最多（M）。

（二）当加入的碱（OH-）的量大于x值时，生成的氧化铝沉淀又与过量的碱（OH-）反应（图中A→B段），离子方程式为：Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O。所以沉淀的量又减少，直到沉淀完全消失。

计算生成的氧化铝沉淀的量分别为：

+∝

0 1 1 n铝离子:n氢氧根在数轴上表示为

4 3 （1）如果n铝离子:n氢氧根≥1:3 铝离子部分生成沉淀，部分不反应。

由n

= n氢氧根/3 进行计算生成Al(OH)3沉淀的量。即上图中的x1

（2）如果1:4﹤n铝离子:n氢氧根﹤1:3铝离子部分生成偏铝酸盐，部分生成沉淀。

由n氢氧化铝=4n铝离子-n氢氧根

进行计算生成Al(OH)3沉淀的量。即上图中的x2

（3）如果n铝离子:n氢氧根≤1:4 铝离子全部生成偏铝酸盐，无沉淀生成。

氢氧化铝例 1

在50ml 1mol•L-1

AlCl3溶液中加入1.5mol•L-1

NaOH溶液,生成Al(OH)3沉淀1.56克，求加入NaOH溶液的体积是多少毫升？

分析：如果AlCl3溶液过量：AlCl3溶液中部分Al3+与OH-反应生成Al(OH)3沉淀：AlCl3+3NaOH = Al(OH)3↓+3NaCl

应用

n氢氧化铝

= n氢氧根

/3 进行计算

如果NaOH溶液过量：NaOH溶液先与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，生成的部分Al(OH)3沉淀又与过量OH-反应生成NaAlO2使沉淀溶解，Al(OH)3沉淀的量减少：

Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O

用

n氢氧化铝

解：设加入NaOH溶液的体积是X毫升

(1)当Al3+过量（即n铝离子= 4n铝离子

- n氢氧根

进行计算

:n氢氧根≥1:3时 Al3+部分反应生成沉淀，部分未反应）

1.561由

n氢氧化铝

= n氢氧根

/3

得：

= X×10-3×1.5×

解得：X=40ml 783(2)当OH-过量（即1:4

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由

n氢氧化铝

= 4n铝离子

- n氢氧根

得：

1.56

=4×50×10-3×1 - X×10-3×1.5

解得：X=120ml

78答：生成Al(OH)3沉淀1.56克，加入NaOH溶液的体积是40毫升或120毫升。

例 2 把AlCl3

溶液和NaOH溶液反应等体积混合后，溶液中的铝元素与沉淀中的铝元素质量相等，则AlCl3

溶液和NaOH溶液的物质的量浓度之比为

（

）

A

2:3

B 1:3

C

2:7

D

1:4 解：设AlCl3溶液的物质的量浓度为x mol·L-1,NaOH溶液的物质的量浓度为y mol·L-1,它们的体积均为v升。

(1)当Al3+过量（即Al3+部分反应生成沉淀，部分未反应）时

x×vy×v由

n氢氧化铝

= n氢氧根

/3

得：

=

解得：x:y = 2:3 23(2)当OH-过量（即Al3+部分生成沉淀，部分反应生成AlO2-）时,由公式

x×v

n氢氧化铝=4n铝离子-n氢氧根

得：

= 4×X×V - y×V解得：x:y = 2:7 2故此题有两个答案

A和C 二﹑如果Al3+的物质的量和碱（OH-）的物质的量都已知，求生成氢氧化铝沉淀的质量（或物质的量）。(生成氢氧化铝沉的质量或物质的量只有一个)。

例 3在100ml 0.1mol•L-1 Al2(SO4)3溶液中加入1mol•L-1 NaOH溶液70ml,生成Al(OH)3沉淀多少克？

分析：此题中Al3+的物质的量和碱（OH-）的物质的量都已知，求生成氢氧化铝沉淀的质量（或物质的量），应先判断Al3+的物质的量与碱（OH-）的物质的量之比，再套用公式进行计算。

解：设生成Al(OH)3沉淀m克

n铝离子

=100×10-3×0.1×2= 2×10-2mol

n氢氧根

= 70×10-3×1= 7×10-2mol n铝离子:n氢氧根

= 2:7

即

1:4﹤n铝离子:n氢氧根﹤1:3 应由n氢氧化铝=4n铝离子-n氢氧根

进行计算得：

n氢氧化铝

= 4×100×10-3×0.1×2-70×10-3×1=10-2mol

m氢氧化铝

= 10-2×78 = 0.78(克) 答：略

例 4在1升

0.1mol•L-1

AlCl3溶液中加入NaOH溶液50ml或183.5ml,生成Al(OH)3沉淀一样多。求（1）NaOH溶液物质的量浓度是多少？（2）生成Al(OH)3沉淀是多少克？

解：设NaOH溶液的物质的量浓度为x mol·L-1

同时生成Al(OH)3为m克

n铝离子

= 1×0.1=0.1mol

mX

=50×10-3×

378m

= 4×0.1-183.5×10-3×X

78解得X = 2（mol•L-1）m = 2.6(克) 答(1)NaOH溶液物质的量浓度是2mol•L-1

(2)生成Al(OH)3沉淀是2.6克。

小结：

①此题在应用两个公式时，注意体积的正确套用。

小体积套用公式：n氢氧化铝=n氢氧根/3 大体积套用公式：n氢氧化铝=4n铝离子-n氢氧根

②在计算生成Al(OH)3沉淀的量时，用上述两个公式中的任何一个都可以，但仍然注意体积的正确套用。

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