备战高考化学易错题精选铝及其化合物推断题练习题附答案.docx

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备战高考化学易错题精选铝及其化合物推断题练习题附答案

2020-2021备战高考化学易错题精选-铝及其化合物推断题练习题附答案

一、铝及其化合物

1．由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。

工艺流程如下：

（注：

NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）工业上电解法获得金属铝的过程中，须在氧化铝中加入______，其目的是____。

（2）精炼前，需清除坩埚内的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，铝与氧化铁反应的化学方程式为：

__________。

（3）将Cl2连续通入粗铝熔体中，杂质随气泡上浮除去。

气泡的成分有____；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中的物质有________。

（4）在用废碱液处理A时，写出主要反应的离子方程式______。

（5）镀铝电解池中，以钢材镀件和铝为电极，熔融盐做电解液。

则金属铝为________极。

电镀选择在170℃下进行的原因是_________。

采用的加热方式最好是_________。

（填字母选项）

A水浴b油浴c直接强热快速升温至170℃

（6）钢材表面镀铝之后，能有效防止钢材腐蚀，其原因是_______。

【答案】冰晶石或Na3AlF6降低氧化铝熔融所需的温度2Al＋Fe2O3

2Al2O3＋2FeCl2、HCl和AlCl3NaClCl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2OH++OH-=H2O阳极，防止氯化铝升华损失b铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜，保护了内层金属

【解析】

【分析】

（1）根据氧化铝的熔点高，为降低其熔点，常加入冰晶石；

（2）氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁；

（3）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，以及NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华，在结合物质之间的反应来分析；

（4）酸性气体能和强碱反应，用烧碱来处理尾气；

（5）电镀池中镀件金属作阳极，金属发生氧化反应；根据氯化铝在在181℃升华；根据水浴的最高温度为100℃，油浴的温度大于100℃，且受热均匀；

（6）根据氧化铝的性质来回答。

【详解】

（1）氧化铝的熔点高，为降低其熔点，常加入冰晶石；

（2）氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁：

2Al＋Fe2O3

2Al2O3＋2Fe；

（3）粗铝含有一定量的金属钠和氢气，钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝，氢气和氯气发生反应生成氯化氢，其中氯化钠熔点为801℃，较高，是固态杂质随气泡上浮，气泡的主要成分有Cl2、HCl、AlCl3；

（4）A中有氯气以及氯化氢，均能和烧碱反应，用于尾气处理，实质为：

Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，H++OH-=H2O；

（5）电镀池中镀件金属铝作阳极，金属铝失电子发生氧化反应；氯化铝在在181℃升华，所以电镀选择在170℃下进行；

水浴的最高温度为100℃，油浴的温度大于100℃，且受热均匀，所以控制温度在170℃下进行的方式最好是油浴，故选：

b；

（6）铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用，致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。

2．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子

CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl－

阳离子

Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4+、Na＋

现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量（n）与加入试剂体积（V）的关系如图所示。

（1）若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子（指来源于X溶液的，下同）是________________________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为___________________________________。

（2）若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是____________________，ab段反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。

【答案】SiO32-、AlO2CO32-Al（OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl3＋、Mg2＋、NH4+NH4+＋OH－=NH3·H2O

【解析】

【分析】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al（OH）3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+。

【详解】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al（OH）3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；bc段沉淀部分溶液，确定为Al（OH）3和H2SiO3，所以oa段转化为沉淀的离子是AlO2-、SiO32-；ab段发生反应的离子是CO32－＋2H＋=H2O＋CO2↑，发生反应的离子是CO32-；bc段发生反应的离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+，结合图像bc段发生反应:

Al（OH）3＋OH－=AlO2－＋2H2O；oa段发生反应：

Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓；ab段发生反应NH4++OH-=NH3·H2O。

【点睛】

本题主要是考查离子推断、离子方程式的书写。

明确常见离子的性质、依据图像分析反应的原理是答题的关键，题目难度较大。

关于图像的答题需要注意以下几点：

①看面：

弄清纵、横坐标的含义。

②看线：

弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。

③看点：

弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。

曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。

3．A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物和条件已略去）,请回答下列问题：

（1）若A为CO2气体，D为NaOH溶液，则B的化学式为_________。

（2）若A为AlCl3溶液，D为NaOH溶液，则C的名称为_________。

（3）若A和D均为非金属单质，D为双原子分子，则由C直接生成A的基本反应类型为_________。

（4）若常温时A为气态氢化物，B为淡黄色固体单质，则A与C反应生成B的化学方程式为_________。

（5）若A为黄绿色气体，D为常见金属，则A与C溶液反应的离子方程式为_________。

下列试剂不能鉴别B溶液与C溶液的是_________（填字母编号）。

a．NaOH溶液b．盐酸c．KSCN溶液d．酸性KMnO4溶液

【答案】NaHCO3偏铝酸钠分解反应

b

【解析】

【分析】

【详解】

（1）若A为CO2与过量的D即NaOH反应，生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与NaOH反应可得到碳酸钠溶液；碳酸钠溶液又可以与CO2反应生成碳酸氢钠；所以B的化学式为NaHCO3；

（2）若A为AlCl3，其与少量的NaOH反应生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3继续与NaOH反应生成偏铝酸钠；偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以反应生成Al（OH）3；所以C的名称为偏铝酸钠；

（3）若A，D均为非金属单质，且D为双原子分子，那么推测可能为性质较为活泼的O2或Cl2，A则可能为P，S或N2等；进而，B，C为氧化物或氯化物，C生成单质A的反应则一定为分解反应；

（4）淡黄色的固体有过氧化钠，硫单质和溴化银；根据转化关系，推测B为S单质；那么A为H2S，C为SO2，B为氧气；所以相关的方程式为：

；

（5）A为黄绿色气体则为Cl2，根据转化关系可知，该金属元素一定是变价元素，即Fe；那么B为FeCl3，C为FeCl2；所以A与C反应的离子方程式为：

；

a．NaOH与Fe2+生成白色沉淀后，沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色，而与Fe3+直接生成红褐色沉淀，a项可以；

b．盐酸与Fe2+，Fe3+均无现象，b项不可以；

c．KSCN溶液遇到Fe3+会生成血红色物质，而与Fe2+无现象，c项可以；

d．Fe2+具有还原性会使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不会使高锰酸钾溶液褪色，d项可以；答案选b。

4．A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大，A、B、F三者原子序数之和为25，且知B、F同主族，1.8gE与足量的盐酸反应生成ECl3和2.24L氢气（标准状况下），D+和E的离子具有相同的电子层结构，工业上用电解元素B和E能形成离子化合物的方法冶炼E单质，试判断：

（1）六种元素中非金属性最强的是___（填代号），该元素位于周期表中第___周期第___族；由A、B、D三种元素形成化合物的电子式_________

（2）下列能够说明B、F非金属性强弱的方法有_________

a.最高价氧化物对应水化物酸性b.气态氢化物的热稳定性

c.气态氢化物的沸点B比F高d.向F的气态氢化物溶液中通入B单质，有浑浊

（3）写出下列反应的化学方程式

①E与足量的盐酸反应的化学方程式________________________________

②工业上用电解法冶炼E单质_______________________________

（4）写出足量D的高价氧化物对应水化物与ECl3相互反应的离子方程式____

【答案】C二ⅦA

bd2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑

【解析】

【分析】

A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大，1.8gE与足量盐酸反应生成ECl3和2.24L氢气（标况），故E为+3价元素，设E的相对原子质量为M，则

，解M=27，故E为ⅢA族元素，依据计算得知E为铝，工业上用电解氧化铝方法冶炼铝单质，所以B为氧元素，B、F同主族，则F是硫，A、B、F三者原子序数之和为25，则A是氢，且D+离子和Al离子具有相同的电子结构，故D能形成+1价阳离子，故D为钠，C的原子序数大于氧小于钠，且为主族元素，故C为氟，据此答题。

【详解】

（1）根据元素周期律，同周期元素从前向后，非金属性逐渐增强，同主族元素从上向下，非金属性逐渐减弱，所以六种元素中非金属性最强的是C，C为氟，位于周期表中第二周期第ⅤⅡA族，由A、B、D三种元素形成化合物为氢氧化钠，它的电子式是

，故答案为：

C；二；ⅤⅡA；

；

（2）a．氧元素没有最高价氧化物对应水化物，故a错误；

b．根据元素周期律，气态氢化物的热稳定性越稳定，元素的非金属性越强，故b正确；

c．气态氢化物的沸点与分子间作用力有关，与元素的非金属性无关，故c错误；

d．向硫的气态氢化物溶液中通入氧气，有浑浊，说明氧气的氧化性强于硫，即氧的非金属性强于硫，故d正确，

故答案为：

bd；

（3）①Al与足量的盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；

②工业上用电解法冶炼Al单质的化学方程式为2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑；

（4）氢氧化钠与AlCl3相互反应的离子方程式为

。

5．某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是__。

（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式

固体B__；沉淀C__；沉淀D__；溶液E___。

（3）写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式

①__；

②___；

③___；

④__。

【答案】过滤Al2O3Al2O3、Fe2O3Fe2O3K2SO4、（NH4）2SO4Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OAl3+＋3NH3·H2O=Al（OH）3↓＋3NH4+NaAlO2＋HCl＋H2O=Al（OH）3↓＋NaCl2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O

【解析】

【分析】

KAl（SO4）2溶于水，Al2O3和Fe2O3均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO4）2，沉淀C为Al2O3和Fe2O3；由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe2O3不反应，沉淀D为Fe2O3，Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al（OH）3沉淀，Al（OH）3受热分解生成固体B为Al2O3；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中E为K2SO4、（NH4）2SO4，经过蒸发、结晶，得到K2SO4和（NH4）2SO4，然后结合物质的性质及化学用语来解答。

【详解】

（1）溶液和沉淀的分离利用过滤；

（2）由上述分析可知B为Al2O3，C为Al2O3、Fe2O3，D为Fe2O3 溶液E为K2SO4、（NH4）2SO4；

（3）反应①为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

反应②为Al3++3NH3∙H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；

反应③为NaAlO2＋HCl＋H2O=Al（OH）3↓＋NaCl；

反应④为2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O。

6．钠、铝和铁是三种重要的金属。

请回答：

（1）请画出钠的原子结构示意图_______，根据钠的原子结构示意图可得出钠的哪些性质？

（写出一条）_________。

（2）这三种金属的金属活动性由强到弱的顺序是_________。

（3）小块金属钠投入水中，发生反应的化学方程式为_______________；可观察到的实验现象是_________（填字母）。

a.钠沉到水底   b.钠熔成小球   c.小球四处游动  d.水变红色 

（4）铝与稀硫酸反应的离子方程式为_________________________________。

【答案】

强还原性Na＞Al＞Fe2Na+2H2O=2NaOH+H2↑bc2Al+6H+=2Al3++3H2↑

【解析】

【分析】

（1）钠原子核外有11电子；最外层小于4个电子的原子易失去电子；

（2）结合金属活动顺序表判断；

（3）Na的密度小于水，钠的熔点较低，钠和水反应生成NaOH和氢气同时放出大量热，钠受力不均导致四处游动；

（4）Al溶于稀硫酸生成硫酸铝和氢气。

【详解】

（1）钠原子核外有11电子，则钠原子的结构示意图是

，最外层只有1个电子，易失电子，具有强还原性；

（2）由金属活动顺序可知，Na、Al、Fe的金属性强弱顺序为Na＞Al＞Fe；

（3）Na的密度小于水，所以钠会浮在水面上，钠的熔点较低，钠和水反应生成NaOH和氢气同时放出大量热使钠熔融发出嘶嘶的响声，钠受力不均导致四处游动，生成NaOH导致溶液呈碱性，但是水中没有滴加酚酞，则溶液不变色，故发生反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，实验现象正确的是bc；

（4）Al溶于稀硫酸生成硫酸铝和氢气，发生反应的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑。

7．明矾在日常生活中用途非常广泛。

用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。

回答下列问题：

已知：

Fe3＋开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH为1.9～3.7。

（1）明矾净水的原理是_______________________（用离子方程式表示）。

（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为______________________。

（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_______________。

（4）“步骤①”的目的是______；“滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称是_____（填俗称）。

（5）“步骤②”包含的操作有_________、__________、过滤及干燥。

【答案】Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O调节溶液pH，使沉淀完全铁红蒸发浓缩冷却结晶

【解析】

【分析】

废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO等）加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性滤液，滤渣1为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，由于Fe（OH）3比Al（OH）3更难溶，向氧化后的滤液中加入Al（OH）3，Fe3+转化为更难溶的Fe（OH）3沉淀，过滤后得到含有Al3+、SO42-的滤液，滤渣2为Fe（OH）3，向滤液中加入K2SO4制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。

【详解】

（1）明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。

其反应原理用方程式表示为：

Al3++3H2O⇌Al（OH）3（胶体）+3H+；

（2）“酸溶”时，Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；

（3）“氧化”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）“步骤①”加入滤液中加入Al（OH）3，作用是调节溶液的pH值，由于Fe（OH）3比Al（OH）3更难溶，使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀而除去；“滤渣2”的成分是Fe（OH）3，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；

（5）“步骤②”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。

8．铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如图：

注：

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）Al的原子结构示意图为_________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为________。

（2）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

【答案】

2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O石墨电极被阳极上产生的氧气氧化4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑H2

【解析】

【分析】

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al（OH）3，过滤II得到Al（OH）3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气；据以上分析解答。

【详解】

（1）A1原子的核电荷数为13，原子结构示意图为

；A1与NaOH溶液反应的离子方程式为：

2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；

（2）“碱溶”时氧化铝与碱反应生成偏铝酸钠，离子方程式为：

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3得到氧气和铝；电解过程中作阳极的石墨易消耗，是因为阳极生成的氧气与阳极材料碳反应，不断被消耗；

（4）由图可知，阳极区水失去电子生成氧气，剩余的氢离子结合碳酸根生成碳酸氢根，电极方程式为4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2。

9．某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4．考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）C→Al的制备方法称为电解法，请写出阳极反应方程式_____________________．

（2）该小组探究反应②发生的条件．D与浓盐酸混合，不加热无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2．由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）_____。

A．温度B．溶液的pH值C．Cl-和

-的浓度

（3）固体D是碱性锌锰电池的正极，请写出该电池的负极反应方程式_____________。

（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，该反应的热化学方程式为______________________________________．

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（5）用惰性电极电解时，

能从浆液中分离出来的原因是_________________，

分离后得到的含铬元素的粒子有

﹣和

﹣，原因是__________________________（用离子反应方程式表示），阴极室生成的物质为_____________（写化学式）；

【答案】2O2--4e-=O2↑ABZn-2e-+2OH-=Zn（OH）22Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJ•mol﹣1在直流电场作用下

通过阴离子交换膜向阳极室移动，从而脱离浆液；2

+2H+

+H2O；NaOH和H2

【解析】

【分析】

（1）固体混合物含有Al（OH）3、MnO2，加入NaOH溶液，过滤，可得到滤液A为NaAlO2，通入二氧化碳，生成B为Al（OH）3，固体C为Al2O3，电解熔融的氧化铝可得到Al；固体D为MnO2，加热条件下与浓盐酸反应可生成氯气；

（2）题中涉及因素有温度和浓度；

（3）固体D为MnO2，是碱性锌锰电池的正极，该电池的负极是锌失电子发生氧化反应，反应方程式Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；

（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，由质量守恒可知还原性气体为CO，反应的化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），以此可计算反应热并写出热化学方程式；

Ⅱ．（5）电解时，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极移动，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，由此解答。

【详解】

Ⅰ．

（1）C→Al的制备方法称为电解法，固体C为Al2O3，电解熔融的氧化铝可得到Al，阳极反应方程式2O2--4e-=O