化学化学 铝及其化合物推断题的专项 培优练习题附答案解析Word文档格式.docx

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除去铝材表面的油腻；

稀盐酸；

（2）途径2不合理，因为盐酸的量不好控制，改进的方法是将稀盐酸改成通入过量CO2，故答案为：

途径2；

将稀盐酸改成通入过量CO2；

（3）综合途径1和2，可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”，应该用铝材先分别生成氯化铝和偏铝酸钠，两者再发生双水解生产氢氧化铝，流程为：

；

（4）氯化钠的溶解度受温度影响小，若要从若要从滤液中得到NaCl晶体，操作为：

蒸发结晶、趁热过滤、干燥，故答案为：

蒸发结晶、趁热过滤、干燥；

（5）得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质，检测的方法为：

取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3,反之则没有，故答案为：

取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3,反之则没有；

（6）现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品，为了测定Al2O3的纯度，可采用方案为：

取样品质量为b，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag；

BaCO3沉淀质量为ag，则n（BaCO3）=

=

mol=n（Na2CO3），则m（Na2CO3）=

mol

106g/mol=

，Na2CO3的纯度=

，Al2O3的纯度=

故答案为：

取样品质量为m，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag；

。

【点睛】

本题考查物质分离和提纯，侧重考查元素化合物性质、氧化还原反应、物质分离和提纯实验操作，注意从整体上分析流程图中每一步发生的反应。

2．已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G为黄绿色；

形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；

B的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）；

K为红棕色粉末。

其转化关系如图。

请回答：

（1）工业上制C用A不用H的原因______________________。

（2）写出C与K反应的化学方程式_________________，该反应的反应物总能量___________（填“大于”或“小于”）生成物总能量。

（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源（短时间）电解E水溶液的化学方程式___________________。

（4）写出E物质的电子式___________________。

（5）J与H反应的离子方程式为________________________。

（6）写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式_______________________。

【答案】氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe大于2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为O2；

K为红棕色固体粉末，K为Fe2O3；

由于电解A得到C与D，则C与K生成A的反应为铝热反应，故A为Al2O3，L为Fe，C为Al；

黄绿色气体G为Cl2，与C反应得到H为AlCl3；

B的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃），B中含有K元素，B在催化剂、加热条件下反应生成氧气，则B为KClO3，E为KCl，电解KCl溶液生成KOH、H2和Cl2，过量的F与氯化铝反应得到J，则I为H2，F为KOH，J为KAlO2；

（1）H为AlCl3，氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，故工业上制Al用氧化铝不用氯化铝，故答案为氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电；

（2）C与K反应的化学方程式为：

2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe，该反应为放热反应，故该反应的反应物总能量大于生成物总能量，故答案为2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe；

大于；

（3）Fe是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，Fe作阴极，接通电源（短时间）电解KCl水溶液的化学方程式为：

2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑，故答案为2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑；

（4）E为KCl，KCl的电子式为

，故答案为

（5）J与H反应的离子方程式为：

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓，故答案为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓；

（6）G为Cl2，G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，故答案为2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O。

【点晴】

本题考查无机推断等，特殊颜色及D的原子结构、转化关系中特殊反应等是推断突破口，是对元素化合物知识及学生综合能力的考查，需对基础知识全面掌握。

推断题中常见的特征反应现象有：

（1）焰色反应：

Na（黄色）、K（紫色）；

（2）使品红溶液褪色的气体：

SO2（加热后又恢复红色）、Cl2（加热后不恢复红色）；

（3）白色沉淀Fe（OH）2置于空气中最终转变为红褐色[Fe（OH）3]（由白色→灰绿→红褐色）；

（4）在空气中变为红棕色：

NO；

（5）气体燃烧火焰呈苍白色：

H2在Cl2中燃烧；

在空气中点燃呈蓝色：

CO、H2、CH4；

（6）使湿润的红色石蕊试纸变蓝：

NH3；

（7）空气中出现白烟：

NH3与酸性气态物质（或挥发性酸如盐酸、硝酸）反应等。

3．已知X元素原于的核电荷数小于18，最外层电子数等于电子层数，且比最内层电子数多1。

回答下列问题：

（1）X元素的原子结构示意图为__________。

（2）X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为___________。

（3）X的单质与NaOH溶液反应的化学方程式为__________。

【答案】

Al（OH）32Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑（或为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）

已知X元素原子的核电荷数小于18，最外层电子数等于电子层数，且比最内层电子数多1，则该元素原子核外电子排布为2、8、3，该元素是Al元素，然后结合其原子结构与元素位置的关系及其单质和化合物的性质分析解答。

根据上述分析可知X元素的Al元素。

（1）X是Al元素，根据元素原子核外电子排布规律可知：

Al原子核外电子排布为2、8、3，所以Al原子结构示意图为：

（2）X是Al，原子核外最外层有3个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式为Al（OH）3；

（3）Al能够与NaOH溶液发生反应产生Na[Al（OH）4]和H2，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑（或写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）。

本题考查了元素及化合物的推断及元素与化合物的知识。

根据原子核外电子层中的电子数与电子层数关系推断元素是解题关键。

熟练掌握Al元素的单质、氧化物、氢氧化物的性质就可以顺利解答。

4．简要回答下列问题

（1）医疗上，常用胃舒平[主要成分Al（OH）3]来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是__________（用离子方程式表示）。

（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是__________（用化学方程式表示）。

（3）工业制备漂白粉原理是__________（用化学方程式表示）。

（4）人们常用雕花玻璃装饰房间。

在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是__________。

（5）硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，向其中通入过量的CO2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是__________。

【答案】3H++Al（OH）3＝Al3++3H2OAl2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；

2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2ONa2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3

玻璃的主要成分之一为二氧化硅，它是酸性氧化物，不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应，但能与氢氟酸发生反应。

不过，二氧化硅与氢氟酸反应，表现的不是酸性氧化物的性质，是氢氟酸特有的性质。

（1）胃舒平中的Al（OH）3与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是3H++Al（OH）3＝Al3++3H2O；

答案为：

3H++Al（OH）3＝Al3++3H2O；

（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的Al2O3与NaOH反应后，里面的Al与NaOH溶液继续反应，化学方程式为Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；

2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑；

Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；

（3）工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O；

2Cl2+2Ca（OH）2==CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O；

（4）在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2发生复分解反应，反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；

（5）向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2，会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3，反应的化学方程式为Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3；

Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。

“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”，若不注意审题，我们很容易写成Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。

5．马日夫盐[Mn（H2PO4）2·

H2O]主要用作磷化剂。

以软锰矿（主要成分为MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2）为原料制备马日夫盐的主要工艺流程如图：

（1）按照无机物命名规律，马日夫盐[Mn（H2PO4）2·

2H2O]的化学名称为______。

在反应中，Mn2+若再失去一个电子比Fe2+再失去一个电子难，从原子结构解释其原因_______。

（2）“浸锰”过程中主要反应的离子方程式为_______。

滤渣X主要成分为_________。

检验“沉锰”已完成的实验操作及现象是_________。

步骤五产生马日夫盐晶体的化学方程式为_________。

（3）Fe3+的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系如图，据此分析，萃取的最佳条件为__________。

（4）马日夫盐作防锈磷化剂的原因是利用其较强的酸性以及在防锈处理过程中生成了具有保护作用的FeHPO4，马日夫盐显酸性的主要原因是__________（用相关化学用语回答）。

【答案】二水合磷酸二氢锰Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=

+Mn2+Al（OH）3在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn（H2PO4）2·

2H2O+CO2↑pH=1.7下萃取60min

软锰矿（主要成分为MnO2，还含有少量的FeO、Al2O3和SiO2）用稀硫酸浸取，MnO2、FeO、Al2O3被溶解，同时MnO2“氧化”Fe2+，剩余的二氧化锰被通入的二氧化硫还原，反应为2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=SO42-+Mn2+，SiO2不溶，过滤，滤渣为SiO2，滤液含有：

Mn2+、Fe3+、Al3+，加入有机萃取剂，除去Fe3+，调节水层的pH除去Al3+，滤渣X为Al（OH）3，滤液主要含有硫酸锰，加入碳酸钠溶液沉锰，得到碳酸锰，碳酸锰与磷酸反应，净化得到Mn（H2PO4）2•2H2O，据此分析解答。

（1）马日夫盐[Mn（H2PO4）2•2H2O的化学名称为二水合磷酸二氢锰；

Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态，因此Mn2+若再失去一个电子比Fe2+再失去一个电子难，故答案为：

二水合磷酸二氢锰；

Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态；

（2）“浸锰”过程中，二氧化锰将亚铁离子氧化生成铁离子，多余的二氧化锰被二氧化硫还原为锰离子，反应的离子方程式为2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=SO42-+Mn2+。

滤渣X主要成分为Al（OH）3。

“沉锰”过程中加入碳酸钠与硫酸锰反应生成碳酸锰沉淀，检验“沉锰”已完成的实验操作及现象是在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成。

步骤五产生马日夫盐晶体的化学反应方程式为H2O+MnCO3+2H3PO4=Mn（H2PO4）2•2H2O+CO2↑，故答案为：

2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=SO42-+Mn2+；

Al（OH）3；

在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成；

MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn（H2PO4）2·

2H2O+CO2↑；

（3）由Fe3+的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系图，可知萃取的最佳条件为pH=1.7下萃取60min，萃取率最大，故答案为：

pH=1.7下萃取60min；

（4）马日夫盐水解显酸性主要是磷酸二氢根离子能够电离，电离方程式为H2PO4-⇌H++HPO42-，故答案为：

H2PO4-⇌H++HPO42-。

6．铝生产加工过程中产生大量的铝灰，直接掩埋造成铝资源浪费，还会带来严重的污染。

某铝厂的铝灰经分析所含主要物质如下：

Al、Al2O3、AlN、SiO2、Fe2O3，其他杂质均不溶于稀硫酸。

如图是酸浸法用该铝灰生产高纯氧化铝的生产流程：

已知：

i.Fe3++K++[Fe（CN）6]4-=K[Fe（CN）6Fe]↓

ii.AlN常温下与水缓慢反应，酸性或碱性条件下反应较快

iii.NH4AlO（OH）HCO3难溶于碱性溶液和乙醇

（1）实验室模拟工业生产①酸浸步骤的装置如图，该装置的不合理之处为____。

（2）步骤③加入H2O2溶液的目的是________________。

（3）步骤④调节pH最合适的试剂是________________。

A．NaOHB．H2SO4C．NH3·

H2OD．Ca（OH）2

（4）步骤⑤吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管，_______，洗涤沉淀操作为_______________。

（5）写出煅烧碳酸铝铵中间体得到高纯氧化铝的化学方程式______________。

（6）已知Al3+对光的吸收与其浓度成线性关系，色度计传感器可以测量某种波长的光穿过溶液的透射率确定溶液浓度。

如图是红色光照下透光率（T）对应c（Al3+）的标准曲线。

为测定铝灰中铝元素的回收率，准确称取0.5000g铝灰（折合铝元素含量60.00%）进行制备高纯氧化铝的实验，将所制得的粉末与固体NaOH反应后加水溶解、过滤，滤液定容到250mL容量瓶中。

用移液管移取25.00mL到锥形瓶中，加2滴指示剂，滴加稀盐酸至溶液体积变为50.00mL，NaAlO2恰好反应生成AlCl3。

取该溶液于比色皿中进行色度检测，测得溶液透光率为97.5，则铝元素的回收率=_________。

【答案】尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去C从吸滤瓶上口倒出滤液往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗2NH4AlO（OH）HCO3

Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑90.0%

（1）根据反应原理，观察反应装置和尾气处理装置，找出不合理之处；

（2）流程中步骤③是为了把铁离子转变为沉淀除去，那么加入H2O2溶液的目的也是与之关联的，分析铁元素的存在形态就可确定双氧水的作用；

（3）步骤④调节pH最合适的试剂是谁？

从反应的角度、不引入杂质离子的角度分析选择；

（4）步骤⑤的操作要抓住其要点简答；

（5）煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物，除了高纯氧化铝外，其余产物可以结合酸式碳酸盐分解规律、不溶性碱分解规律、铵盐非氧化还原分解规律获得并据此写化学方程式；

（6）获得相关数据及题目提供的信息，可计算铝元素的回收率；

（1）铝灰经分析所含主要物质如下：

Al、Al2O3、AlN、SiO2、Fe2O3，在搅拌下，铝灰和从分液漏斗加入的硫酸反应，产生的气体有氨气、氢气等，可见装置中尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体氢气未处理；

尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理；

（2）流程中步骤③是为了把杂质中铁元素转变为沉淀除去，有大量铝情况下，溶液中有铁离子存在、也有亚铁离子，则加入绿色氧化剂H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去；

将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去；

（3）步骤④要制备NH4AlO（OH）HCO3，信息iii显示——NH4AlO（OH）HCO3难溶于碱性溶液，故要把酸性溶液调节成弱碱性，则可用碱性物质调节pH，为了避免引入新杂质最合适的试剂是氨水，则选C；

C；

（4）步骤⑤是用抽滤法分离出碳酸铝铵中间体，吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管，从吸滤瓶上口倒出滤液；

而洗涤沉淀的操作则为：

往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗，便于快速得到纯净干燥的固体（因为信息iii，NH4AlO（OH）HCO3难溶于碱性溶液和乙醇）；

从吸滤瓶上口倒出滤液；

往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗；

（5）煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物，除了高纯氧化铝外，其余产物分别为氨气、二氧化碳和水，则化学方程式为2NH4AlO（OH）HCO3

Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑；

2NH4AlO（OH）HCO3

（6）由图知，透光率为97.5时，溶液中铝离子的浓度为0.02mol/L，则结合其它相关数据，铝元素的回收率=

；

90.0%。

7．碱式氯化铜[Cux（OH）yClz·

mH2O]是重要的农药、医药中间体，还可用作木材防腐剂、饲料添加剂等．研究小组在实验室用某厂废铜渣（主要成分为Cu、CuO，含少量Fe3O4、Ni、Al2O3）制备碱式氯化铜的流程如下，回答下列问题：

（1）“研磨”的目的为________。

（2）“碱溶”的目的为____________。

（3）“酸溶”时生成Fe3＋反应的离子方程式为_______；

生成的Fe3＋对Cu发生的氧化反应的催化原理如上图所示。

N代表的物质为________（填化学式或离子符号）。

（4）“酸溶”时温度不能过高的理由为_________。

（5）若滤液2中c（Fe3＋）＝4×

10－8mol/L，pH＝4，则Ksp[Fe（OH）3]＝__________。

（6）为测定Cux（OH）yClz·

mH2O的组成，进行如下操作：

取样品23.25g，用适量酸溶解后配成100mL溶液；

取10.00mL溶液加入足量AgNO3溶液，生成1.435g沉淀；

另取10.00mL溶液，用1.000mol/L的EDTA标准液滴定Cu2＋（Cu2＋与EDTA以物质的量之比1∶1反应），滴定至终点时消耗标准液体积为20.00mL。

①溶解样品所用酸的化学式为________；

②最终确定该样品的化学式为______。

【答案】加快反应速率，使反应更充分将氧化铝转化为偏铝酸钠而分离除去4Fe3O4+O2+36H+=12Fe3++18H2OFe2+或FeCl2温度过高，盐酸挥发程度增大，空气溶解度减小，导致反应速率降低，酸溶不充分4×

10-38HNO3Cu2（OH）3Cl•H2O

由图可知，废铜渣（主要成分Cu、CuO，含少量Fe3O4、Ni、A12O3）研磨可增大接触面积，加快反应速率，通入CO除去Ni元素，加NaOH分离出的滤液1中含偏铝酸钠和NaOH，滤渣1含Cu、CuO、Fe3O4，加盐酸、空气溶解后得到含铜离子、铁离子的溶液，调节pH，过滤分离出的滤渣2为Fe（OH）3，滤液2中加石灰乳可制备碱式氯化铜Cux（OH）yClz•mH2O，滤液3中含氯化钙，据此分析解答。

（l）“研磨”可增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分，故答案为：

加快反应速率，使反应更充分；

（2）“碱溶”的目的是将氧化铝转化为偏铝酸钠分离除去，故答案为：

将氧化铝转化为偏铝酸钠分离除去；

（3）“酸溶”时生成Fe