高考化学综合题专题复习铝及其化合物推断题专题解析附答案解析Word格式.docx

高考化学综合题专题复习铝及其化合物推断题专题解析附答案解析Word格式.docx

《高考化学综合题专题复习铝及其化合物推断题专题解析附答案解析Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学综合题专题复习铝及其化合物推断题专题解析附答案解析Word格式.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2．铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。

工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：

请回答下列问题：

（1）玻璃中含有B，刻蚀玻璃的化学方程式为___。

（2）沉淀C的成分是___，溶液D中存在较多的阴离子是___。

（3）步骤③所加入的试剂是___，生成沉淀F的离子方程式是___。

【答案】

、

和

首先加入过量盐酸，几种物质里只有

不溶于盐酸，即沉淀B，其它元素全部进入溶液A，再加入过量烧碱，

转化为氢氧化物，即沉淀C，而所有铝转变为

进入溶液D，接下来要进行一下逆推，工业上铝是电解氧化铝得到的，因此物质M是氧化铝，氧化铝又是从不溶于水的F转化来的，因此F是

，反应③其实是向

溶液中通入二氧化碳气体，故溶液E为碳酸氢钠（此步骤二氧化碳一般都是过量的），据此来分析本题即可。

（1）蚀刻玻璃是用氢氟酸来溶解玻璃中的

，其反应方程式为

；

（2）沉淀C的成分为

，而溶液D中存在较多的阴离子是

（3）步骤③所加入的试剂是二氧化碳，生成沉淀F的离子方程式为

。

3．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。

在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示（部分反应中的H2O已略去）。

（1）若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B。

则B的化学式为__。

（2）若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是__。

（3）若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为___。

（4）若A的焰色反应呈黄色，D为二氧化碳，则反应②的离子方程式是___。

【答案】FeCl3Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O2H2S+SO2═3S+2H2OCO32-+CO2+H2O═2HCO3-

（1）D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则D是铁，A可用于自来水消毒，A为Cl2；

（2）若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，D为NaOH、B为Al（OH）3；

（3）C是形成酸雨的主要气体，则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2；

（4）若A的焰色反应呈黄色，说明A中含有Na元素，且A、B、C均含有同一种元素据此分析。

（1）D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则D是铁，A可用于自来水消毒，由转化关系可知，A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2；

（2）若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，由转化关系可知，A为铝盐、D为NaOH、B为Al（OH）3、C为NaAlO2，反应②为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是：

Al（OH）3+OH−=AlO2−+2H2O；

（3）若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2，反应③为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应的化学方程式为：

2H2S+SO2═3S+2H2O；

（4）若A的焰色反应呈黄色，D为二氧化碳，由转化关系可知，A为NaOH、B为Na2CO3、C为NaHCO3，反应②为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应的的离子方程式是：

CO32−+CO2+H2O═2HCO3−。

4．某混合溶液中可能大量含有的离子如下表所示：

阳离子

H＋、K＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋

阴离子

Cl－、OH－、CO32-、AlO2-

为探究其成分，某同学将Na2O2逐渐加入到上述混合溶液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如图所示。

（1）该溶液中一定含有的阳离子是________________________________，其对应物质的量浓度之比为____________，溶液中一定不存在的阴离子是_______________________。

（2）写出沉淀减少的离子方程式________________________________________________。

【答案】H＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋2:

2:

3OH－、CO32-、AlO2-Al（OH）3+OH－=AlO2-+2H2O

（1）根据生成的沉淀总物质的量最大量为5mol、最终得到3mol可知，最终得到的沉淀为3mol氢氧化镁沉淀，溶解的2mol沉淀为氢氧化铝；

根据气体的物质的量最后有增加可知，增加的气体为氨气，溶液中一定存在铵离子；

根据开始加入过氧化钠时没有沉淀生成，说明原溶液中存在氢离子，根据题中数据计算出氢离子的物质的量；

（2）沉淀中氢氧化铝沉淀能够与氢氧化钠溶液反应而导致沉淀减少，据此写出反应的离子方程式。

（1）根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：

溶液中一定含有：

Mg2+和Al3+，所以一定不含CO32-、AlO2-，并且含有镁离子的物质的量为3mol，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是5mol，根据元素守恒，所以含有铝离子的物质的量2mol；

加入8mol过氧化钠会生成4mol氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以一定不含有氢氧根离子；

图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H+，由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol，8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠，而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为：

2mol×

3+3mol×

2+2mol=14mol，所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应，氢离子的物质的量为2mol；

并且物质的量为2mol，溶液中一定还含有阴离子，可能为氯离子，钾离子不能确定是否存在，根据电荷守恒：

n（H+）+3n（Al3+）+n（NH4+）+2n（Mg2+）≤16mol，所以氯离子物质的量≥16mol，所以溶液中一定存在的阳离子为：

H+、Al3+、NH4+、Mg2+；

含有的阳离子的物质的量之比为：

n（H+）：

n（Al3+）：

n（NH4+）：

n（Mg2+）=2：

2：

3；

溶液中一定不存在的阴离子为：

OH-、CO32-、AlO2-；

（2）生成的沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝，其中氢氧化铝能够与氢氧化钠溶液反应，反应的离子方程式为：

Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O。

5．有关物质的转化关系如下图所示。

A、C、E是常见的金属单质，E为紫红色，反应①可用于焊接铁轨，B是赤铁矿的主要成分，F的溶液中加入KSCN溶液变红。

（部分反应物和生成物省略）

（1）D的化学式是________。

（2）可选用________（填“字母”）实现反应C→F的转化。

a．稀盐酸b．氯气/点燃c．CuSO4溶液

（3）反应①的化学方程式为____________。

（4）反应②的离子方程式为______________。

【答案】Al2O3b2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+

A、C、E是常见的金属单质，反应①可用于焊接铁轨，B是赤铁矿的主要成分，则A为Al、B为Fe2O3，C为Fe，D为Al2O3，E是紫红色的金属单质，则E为Cu，F的溶液中加入KSCN溶液变红，F为铁盐，可以由Fe与氯气反应得到，反应②为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。

（1）根据分析，D的化学式是：

Al2O3；

（2）反应C→F是Fe转化为Fe3+，Fe与盐酸、CuSO4溶液生成Fe2+，Fe与氯气反应生成FeCl3，故答案选b；

（3）反应①的化学方程式为：

2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3；

（4）反应②的离子方程式为：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。

6．粉煤灰是燃煤产生的工业固体废料，主要成分有Al2O3、SiO2，还含有少量Fe2O3、CaO等。

采用酸碱联合的方法从粉煤灰中综合回收氧化铝及二氧化硅的工艺流程如下：

硫酸熟化过程中发生的反应有：

Al2O3∙2SiO2+3H2SO4=Al（SO4）3+2SiO2+3H2O

3Al2O3∙2SiO2+9H2SO4=3Al2（SO4）3+2SiO2+9H2O

（1）“结晶”操作：

缓缓加热，浓缩至______，放置冷却，得到Al2（SO4）3∙18H2O。

（2）Al2（SO4）3∙18H2O在250~300℃下失重40.5%得Al2（SO4）∙xH2O，x=______。

（3）“还原焙烧”过程中发生反应的化学方程式为_________。

（4）设计实验检验粗氧化铝中是否含有Fe2O3：

__________。

（5）向硅酸钠溶液中通入过量CO2制备白炭黑的化学方程式为___________。

（6）粗氧化铝制备冶金级氧化铝过程中发生反应[Al（OH）4]-+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-，该反应的平衡常数为_______[已知Al（OH）3+H2O

[Al（OH）4]-+H+K1=4×

10-13；

H2CO3

H2O+CO2K2=600；

Kal（H2CO3）=4.2×

10-7、Ka2（H2CO3）=5.6×

10-11]。

【答案】表面出现结晶薄膜32Al2（SO4）3+3C

2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑取粗氧化铝少许于试管中加稀硫酸溶解，静置，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则粗氧化铝中含有Fe2O3杂质Na2SiO3+2CO2+（n+1）H2O=2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓1.75×

103

粉煤灰主要成分有Al2O3、SiO2，还含有少量Fe2O3、CaO等，加入浓硫酸反应生成硫酸铝，水浸主要得到SiO2高硅渣，滤液经过结晶脱水得到硫酸铝，硫酸铝与焦炭反应生成粗氧化铝，验证粗氧化铝是否含有氧化铁，先将物质溶于稀硫酸后加KSCN溶液，观察现象；

向硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和白炭黑SiO2∙nH2O。

缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜，放置冷却，得到Al2（SO4）3∙18H2O；

故答案为：

表面出现结晶薄膜。

（2）假设100gAl2（SO4）3∙18H2O在250~300℃下失重40.5%，剩余100g×

（1−40.5%）=59.5gAl2（SO4）∙xH2O，

，解得x=3；

3。

（3）根据“还原焙烧”产物之一经过烟气制酸，硫酸铝和碳“还原焙烧”生成氧化铝、二氧化碳和二氧化硫，发生反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3C

2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑；

2Al2（SO4）3+3C

2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑。

（4）实验检验粗氧化铝中是否含有Fe2O3，将粗品溶于稀硫酸中，利用生成的铁离子与KSCN溶液反应是否有红色物质生成；

取粗氧化铝少许于试管中加稀硫酸溶解，静置，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则粗氧化铝中含有Fe2O3杂质。

（5）向硅酸钠溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠和白炭黑SiO2∙nH2O，其化学方程式为Na2SiO3+2CO2+（n+1）H2O=2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓；

Na2SiO3+2CO2+（n+1）H2O=2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓。

（6）①Al（OH）3+H2O

[Al（OH）4]－+H+，②H2CO3

H2O+CO2，③H2CO3

HCO3－+H+，根据盖斯定律③−①−②得到[Al（OH）4]－+CO2=Al（OH）3↓+HCO3－，方程式相减，平衡常数相除，因此[Al（OH）4]－+CO2=Al（OH）3↓+HCO3－平衡常数为

1.75×

103。

7．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-。

8．某Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质。

现通过下列生产过程，从该样品中提纯Al2O3，并回收铁红。

流程如下：

（1）操作①是_________，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_________。

（2）白色固体②是_________，样品和试剂①反应的化学方程式是_________。

（3）固体①加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：

_______（用化学方程式表达）。

（4）溶液③中铁元素的存在形式是_________，如何用实验证明：

____。

（5）溶液③中通入某气体，该气体可以是_________（任写一种的化学式），红褐色固体制得铁红的化学方程式是_________。

【答案】过滤烧杯、漏斗、玻璃棒Al（OH）3Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe2+取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后变血红色O2或者Cl22Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O

Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂①反应得溶液①再通入CO2得白色沉淀②，该白色固体加热分解产生Al2O3，可推知试剂①为NaOH，得到的固体①为Cu、Fe、Fe2O3，溶液①为NaAlO2、NaOH混合溶液，通入过量CO2后得溶液②为NaHCO3溶液，白色固体②为Al（OH）3，Al（OH）3受热分解得Al2O3，固体①中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余，由于Fe会发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，则溶液③中主要含有Fe2+，经过操作①得红褐色固体应为Fe（OH）3，所以通入的气体应为氧化剂，可以是O2或Cl2，氢氧化铁受热分解得Fe2O3。

（1）操作①是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称为过滤；

在实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

（2）白色固体②受热分解产生Al2O3，则②是Al（OH）3，样品中含有Al2O3和试剂NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2O，反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

（3）固体①中含有Al2O3、Cu、Fe、Fe2O3，加入适量稀盐酸，由于反应后的固体粉末中含有Fe单质，则可能发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

（4）由于固体①中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有Fe，结合Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+可知溶液③中铁元素的存在形式是Fe2+，证明方法是：

取少量该溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后溶液变血红色；

（5）溶液③中含有Fe2+，向溶液③通入某气体后再加入足量NaOH溶液，产生红褐色的Fe（OH）3沉淀，该气体具有强的氧化性，气体可以是O2或者Cl2，红褐色固体Fe（OH）3不稳定，受热分解产生铁红Fe2O3，该反应的化学方程式是2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O。

【点睛】

本题以从Al2O3样品中提取氧化铝的工艺流程为线索，考查了氧化还原反应、化学试剂的使用、混合物的分离，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质和转化关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。

9．用方铅矿（主要为PbS）和软锰矿（主要为MnO2，还有少量Al2O3等杂质）制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程：

已知:

（1）PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O

（2）PbCl2（s）+2Cl-（aq）=PbCl42-（aq）△H>

0

（1）80℃用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是_______________（任写一种）。

（2）向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是________________________________；

加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，物质X可以是_______________

A．MnCO3B．NaOHC．ZnOD．PbO

（3）滤渣中含有金属杂质形成的化合物，其成分为________________（写化学式）。

（4）向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式：

___________________

【答案】粉碎矿石、搅拌、适当增加盐酸浓度等增大PbCl2的溶解度ADAl（OH）3

方铅矿精矿（主要成分PbS）和软锰矿（主要成分MnO2，含有Al2O3等杂质）中加入稀盐酸并加热至80℃，发生的反应有：

MnO2+PbS+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，向酸浸溶液中加入NaCl溶液、X，调节溶液的pH，使Al3+转化为沉淀，要除去Al3+需要加入能与H+反应且不能引进新的杂质，然后过滤得到氢氧化铝沉淀和滤液，将滤液1分离得到PbCl2晶体和滤液2，向滤液2中通入氨气、氧气，锰离子被氧化生成Mn3O4，过滤得到Mn3O4和滤液，以此解答。

（1）采取粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度等