化学铝及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题含答案解析.docx

1、化学铝及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题含答案解析化学铝及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题含答案解析一、铝及其化合物1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】

2、SiO32-、AlO2 CO32- Al(OH)33H=Al33H2O Al3、Mg2、NH4+ NH4+OH=NH3H2O 【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

3、，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CO322H=H2OCO2，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)3OH=AlO22H2O；oa段发生反应：Al33OH=Al(OH)3、Mg22OH=Mg(OH)2；ab段发生反应NH4+OH-=NH3H2O。【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

4、需要注意以下几点：看面：弄清纵、横坐标的含义。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。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。2表是元素周期表的一部分，针对表中的-元素按要求回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族234（1）在-元素中，化学性质最不活泼的元素是_（填元素符号），化学性质最活泼的金属元素是_（填元素符号）。（2）在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是_，碱性最强的化合物的化学式是_。（3）氧化物属于两性氧化物的元素是_（填元素符号），写出该元

5、素的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_（4）比较元素的气态氢化物的稳定性：_；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：_。（5）的最高价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为_【答案】Ar K HClO4 KOH Al Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 【解析】【分析】稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。非金属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。金属性越强，单质越活泼，遇

6、水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】（1）根据分析-元素中，化学性质最不活泼的元素是Ar，化学性质最活泼的金属元素是K；（2）根据分析，-元素中Cl非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4，K金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；（3）铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al，该元素的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O；（4）非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，；（5）硅的最高价氧化物SiO2与烧碱溶液反

7、应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。【点睛】非金属性的应用中，需要注意非金属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。3A、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

8、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)。aNaOH溶液b盐酸cKSCN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(O

9、H)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：；aNaOH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

10、沉淀， a项可以；b盐酸与Fe2+，Fe3+均无现象，b项不可以；cKSCN溶液遇到Fe3+会生成血红色物质，而与Fe2+无现象，c项可以；dFe2+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。4A是一种红棕色金属氧化物；B、D是金属单质；J是一种难溶于水的白色化合物，受热易分解。回答下列问题：（1）A、E、J、G的化学式分别为_、_、_、_。（2）C转化为I的离子方程式为_。（3）H和I反应生成J的离子方程式为_。（4）如何检验E溶液中大量存在的阳离子?_。【答案】Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Al2O3+2OH-2AlO2-

11、+H2O Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3 取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+ 【解析】【分析】A是一种红棕色金属氧化物，则A是Fe2O3，红褐色沉淀G为Fe(OH)3，分解可以生成氧化铁，则F是Fe(OH)2B、D是金属单质，Fe2O3和B在高温下能反应生成金属单质D，则该反应是铝热反应，B是Al，D是Fe，C是Al2O3，J是一种不溶于水的白色化合物，受热容易分解成C，则J是Al(OH)3，由转化关系可知，I是NaAlO2，H是AlCl3；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，E和氨水反应生成Fe(OH)2，则E是Fe

12、Cl2，以此解答该题。【详解】(1)由以上分析可知，则A为Fe2O3，E是FeCl2，J是Al(OH)3，G是Fe(OH)3；(2)氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O；(3)铝离子和偏铝酸根之间双水解而不共存，反应的离子方程式为Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3；(4)E是FeCl2，检验亚铁离子，可取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+。5钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答：（1）钠元素的金属性比铝_(填“强”或“弱”)。三种金属对应的氢氧化物中

13、，具有两性的物质是_（填化学式）。（2）将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为_；可观察到的实验现象是_(填序号)。A钠沉到水底 B钠熔成小球C小球四处游动 D钠无变化（3）Fe与Cl2在一定条件下反应，所得产物的化学式是_。将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成_色。向另一支试管中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式是_。（4）Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂，其供氧时主要反应的化学方程式为：_。（5）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，观察到的现象是_。【答案】强 Al(OH)3 2Na2H2O=2Na2OH-H2

14、 BC FeCl3 红 Fe33OH-=Fe(OH)3 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO2 先生成白色沉淀，然后白色沉淀消失 【解析】【分析】（1）金属钠与铝处于同周期，金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱；（2）金属钠与水反应，生成氢氧化钠和氢气；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解；（3）Fe在Cl2燃烧，生成FeCl3，将FeCl3溶于水后，溶液中存在大量的Fe3+，滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀；（4

15、）Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂，可与CO2和H2O反应；（5）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成白色沉淀Al(OH)3，当NaOH溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。【详解】（1）钠元素的金属性比铝强；钠、铝、铁三种金属对应的氢氧化物中具有两性的物质是Al(OH)3；（2）钠和冷水反应，生成氢氧化钠和氢气，离子方程式为：2Na2H2O=2Na+2OH-H2；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解，因此金属钠与水反应的实验中，可观察到的实验现象是钠熔成小球、小球四处游动，答案选BC；（3）

16、Fe在Cl2燃烧，生成FeCl3，将FeCl3溶于水后，溶液中存在大量的Fe3+，滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀，离子方程式为：Fe33OH-=Fe(OH)3；（4）Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂，可与CO2和H2O反应，反应方程式为：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO2；（5）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成白色沉淀Al(OH)3，当NaOH溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。6七水硫酸镁（MgSO47H2O）在印染、造纸和医药等工业上有重要的用途。硼镁泥是硼镁矿生产硼砂的废渣，其主要成分是M

17、gCO3，还含有MgO、CaO、Fe2O3、FeO、MnO2、Al2O3、SiO2等杂质，工业上用硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如图：已知：MnO2不溶于稀硫酸。CaSO4和MgSO47H2O在不同温度下的溶解度（g）数据如下表所示：温度/物质1030405060CaSO40.190.210.210.210.19MgSO47H2O30.935.540.845.6（1）开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g/cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度为_。（2）滤渣A中除含少量CaSO42H2O外，还有_。（3）加入MgO后，加热煮沸的目的是_。（4）若滤渣B的主要成分为Al(OH)3和Fe(

18、OH)3。则加入NaClO发生氧化还原反应的离子方程式为_。（5）流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO42H2O，又防止_。（6）获取MgSO47H2O的操作2为：_、_、过滤洗涤。（7）已知开始硼镁泥样品的质量为ag，制取七水硫酸镁的质量为bg，据此能计算出硼镁泥中镁元素的含量吗？若能，请写出表达式；若不能，请说明理由。_（能或不能），表达式（或理由）为_。【答案】11.5mol/L SiO2、MnO2 防止生成Al(OH)3和Fe(OH)3胶体，使之转化为沉淀而被分离 ClO-+2Fe2+2H+=Cl-+2Fe3+H2O 析出MgSO47H2O晶体 蒸发浓缩 冷却结晶 不

19、能 加入MgO的量未知 【解析】【分析】硼镁泥用足量硫酸酸浸溶解，得到含有Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+以及SO42-的酸性溶液，由于MnO2、SiO2不与硫酸反应，硫酸钙属于微溶物，则过滤后滤渣A主要为MnO2、SiO2，还含有少量CaSO42H2O，向滤液中加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+，加入MgO调节溶液pH值并加热，使Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则滤渣B主要为氢氧化铁、氢氧化铝，根据溶解度表，CaSO4的溶解度基本不受温度影响，MgSO47H2O受温度影响较大，温度越高溶解度越大，对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤，得到CaSO42H2O，则滤渣

20、C主要为CaSO42H2O，再次对滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，得到七水硫酸镁(MgSO47H2O)，据此分析解答。【详解】(1)开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g/cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度=11.5mol/L；(2)根据分析，滤渣A中除含少量CaSO42H2O外，还有MnO2、SiO2；(3)加入MgO的目的是沉淀Fe3+、Al3+，但Fe3+、Al3+易发生水解生成胶体，因此加热煮沸的目的是防止生成Al(OH)3和Fe(OH)3胶体，使之转化为沉淀而被分离；(4)若滤渣B的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3。向滤液中加入NaClO将Fe2+氧化为Fe3+，

21、则加入NaClO发生氧化还原反应的离子方程式为ClO-+2Fe2+2H+=Cl-+2Fe3+H2O；(5)根据溶解度表，CaSO4的溶解度基本不受温度影响，MgSO47H2O受温度影响较大，温度越高溶解度越大，流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO42H2O，又防止析出MgSO47H2O晶体；(6)结合溶解度表数据和(5)分析，获取MgSO47H2O的操作2为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤；(7)在制取七水硫酸镁流程中，向体系内加入了氧化镁调节pH值沉淀Fe3+、Al3+，引入了镁元素，且未告知氧化镁加入的量，制取的七水硫酸镁的镁元素不仅来自硼镁泥，还来自引入的氧化镁，因此不能

22、根据上述两个条件来计算硼镁泥中镁元素的含量。7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”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”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-+

23、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

24、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”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。8在高温下， Al与Fe2O3发生铝

25、热反应后得到的固体混合物中主要含有Al2O3、Fe，还含有少量Fe2O3。从该样品中固体混合物分离出Al2O3，并回收Fe和Fe2O3的流程如下：已知：NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al（OH）3 + NaHCO3回答下列问题：（1）固体的成分是_。溶液的溶质是_。（2）加入过量NaOH溶液时，发生反应的离子方程式是_。（3）白色固体与NaOH溶液反应的离子方程式是_。【答案】Fe和Fe2O3 NaHCO3 Al2O3 + 2OH-= 2AlO2- + H2O Al（OH）3 + OH-= AlO2- + 2H2O 【解析】【分析】固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液为NaAlO

26、2和NaOH的混合溶液，固体为Fe和Fe2O3，溶液通过过量CO2得到溶液为NaHCO3溶液，固体为Al（OH）3沉淀，以此答题。【详解】固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液为NaAlO2和NaOH的混合溶液，固体为Fe和Fe2O3，溶液通过过量CO2得到溶液为NaHCO3溶液，固体为Al（OH）3沉淀，Al（OH）3受热分解得到Al2O3。（1）固体的成分是Fe和Fe2O3；溶液的溶质NaHCO3，故答案为：Fe和Fe2O3；NaHCO3；（2）加入过量NaOH溶液时，发生反应的离子方程式是，故答案为：；（3）白色固体为Al（OH）3与NaOH溶液反应的离子方程式是，故答案为：。9金属Co、

27、Ni性质相似,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛.现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下:(1)酸浸时SO2的作用是_。(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应_。(3)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(x)Fe2O4(其中Co、Ni均为2价).如图是用两种不同方法制得的CoxNi(x)Fe2O4 在10时催化分解6的H2O2 溶液的相对初始速率随x 变化曲线.H2O2 的电子式_。由图中信息可知:_法制取的催化剂活性更高。Co2 、Ni2 两种离子中催化效果更好的是_。(4

28、)已知煅烧CoCO3时,温度不同,产物不同.在400充分煅烧CoCO3,得到固体氧化物的质量2.41g,CO2的体积为0.672L(标况下),则此时所得固体氧化物的化学式为_。【答案】还原剂或将Co3+还原为Co2+ 2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2 微波水热 Co2+ Co3O4 【解析】【分析】第一步酸浸，将氧化物全部变为离子，加入的具有还原性，可将还原为，第二步加入的碳酸钠，和可以发生双水解反应，将铝变为沉淀除去，接下来用萃取剂除去镍，此时溶液中只剩下，再加入将转变为沉淀即可，本题得解。【详解】（1）根据分析，作还原剂；（2）根据分析，和发生双水解反应； （3）画出过氧化氢的电子式即可；根据题图可以看出微波水热法具有更高的反应速率；当x增大，催化剂中的比例增大，比例减小，而x增大时过氧化氢的分解速率也在增大，说明的催化效果更好；（4）首先根据算出的物质的量，根据碳原子守恒可知碳酸钴的物质的量也为0.03mol，再根据钴原子守恒，2.41g固体中有0.03mol钴原子，剩下的全为氧原子，解得氧原子的