铝与酸、碱反应有关规律的讨论及应用

《铝与酸、碱反应有关规律的讨论及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、铝与酸、碱反应有关规律的讨论及应用高三复习《铝及其化合物》时，常常会遇到“等量的铝分别与含相等物质的量溶质的酸溶液、碱溶液反应”这个重要知识点•有些学生对其屮蕴含的规律缺乏认识，或者虽知其然但不知其所以然，从而造成解答此类习题时一筹莫展，无从下笔•现就此知识点进行充分阐述，以帮助学生认识规律、应用规律.一、深入讨论，摸清规律笔者特意设计了以下问题，展开深入讨论，将得出的结论提炼成为规律，用来指导解题实践.问题取两份物质的量均为amol的金属铝，分别与含溶质物质的量均为bmol的强酸HnX（n二1

2、或2）、强碱NaOII溶液反应•如果不考虑铝与强酸或铝与强碱恰好反应的情况，试分别讨论：1•铝与HnX、氢氧化钠溶液的反应存在几种情况？为什么？在这几种情况中，同时满足铝与HnX、铝与氢氧化钠溶液反应的a、b之间是什么关系？2.铝与IlnX反应生成氢气体积和铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气休积Z比又各是多少？讨论：对于①式，在不须讨论恰好反应前提下，amolAl与bmolHnX反应只有2种情况：要么铝不足，要么铝过量.对于②式，在不须讨论恰好反应前提下，amolAl与bmolNaOH反应也只有2种情

3、况：要么铝不足，要么铝过量.同时符合①②两式要求的，理论上有四种组合，预测出现四种情况，分别是：第一种情况：铝对于①式酸、②式碱均不足；第二种情况：铝对于①式酸、②式碱均过量；第三种情况：铝对于①式酸过量，但对于②式碱不足；第四种情况：铝对于①式酸不足，但对于②式碱过量.现对预测的四种情况逐一详细讨论，看能否成立以及b关系、生成氢气体积比将如何.第一种情况：铝对于①式酸、②式碱均不足(1)讨论是否成立及a、b关系①式中q、b之间关系：由于A1不足，llnX过量，所以冇ab<2n6,即a

4、②式中a、b之间关系：由于A1不足，NaOH过量，所以有Mb.因为①式a〈nb3和②式a〈b存在交集(图1),为a

5、的•在等量的铝分别与含相等物质的量溶质的酸溶液、碱溶液反应中，如果A1对于酸、碱均不足，则必定存在V酸(H2)V碱(H2)=11或ab2n6,即a>nb3；②式中q、b之间关系：由于A1过量，NeiOIl不足，所以冇2〉b・因为①式a>nb3和②式a>b

6、存在交集，为a>b,即能在a>b范围内找到同时满足①②式要求的a、b的值，所以第二种情况会存在.由上述得知a、b关系为：a>b,亦可变形为ab>ll.(2)讨论生成氢气体积比①式中生成112的物质的量：由于HnX不足，故用b来求112的物质的量,为nb2mol；②式中牛成H2的物质的量：由于NaOH不足，故用b来求H2的物质的量,为3b2mol.故①②两式中牛成氢气的体积比:V酸(H2)V碱(H2)=nb23b2=n3由此可得出结论：A1对于酸、碱均过量V酸(112)V碱(112)=n3或ab>

7、ll第三种情况：铝对于①式酸过量，但对于②式碱不足(1)讨论是否成立及a、b关系2nAl+6HnX2AlnX3+3nH2f(n=l或2)①amolbmol2A1+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2f②amolbmol①式中a、b之间关系：由于Al过量，HnX不足，所以有ab>2n6,即a>nb3；②式中q、b之间关系：由于Al不足，NeiOIl过量，所以冇Mb.因为①式a>nb3和②式a

8、由于HnX不足，故用b来求H2的物质的量，为nb2mol；②式中生成112的物质的量：由于A1不足，故用a来求112的物质的量，为3a.2mol・故①②两式中牛成氢气的体积比:V酸(H2)V碱(H2)=nb23a2=nb3a来讨论nb3a的収值范围.利用得到的nb31b,然后不等式两边同时乘以nb3,得nb3a>n3.综合起来，得：n3〈V酸(H2)V碱(H2)=nb3a