高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习含答案及详细答案.docx

1、高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习含答案及详细答案2020-2021高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习(含答案)及详细答案一、铝及其化合物1工业上常采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3制取七水合硫酸亚铁（FeSO47H2O），设计流程如图：（1）溶解烧渣选用的足量的酸的名称是_。（2）固体1的主要成分是_。（3）加入药品X后，溶液1中主要反应的离子方程式为_。（4）从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解，经过、_、_过滤等步骤得到晶体。（5）有同学认为在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离

2、也可得到FeSO47H2O，你认为这一方案_（填写“可行”或“不可行”）。【答案】硫酸 SiO2 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 蒸发浓缩 冷却结晶 不可行 【解析】【分析】硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)中加入足量稀硫酸，发生的反应有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，SiO2不溶于稀硫酸，然后过滤，得到的固体1成分为SiO2，滤液1中含有Fe2(SO4)3、H2SO4、Al2(SO4)3；在滤液1中加入X，然后加入NaOH溶液并调节溶液的pH，得到固体2为Al(OH

3、)3和溶液2，从溶液2中能得到FeSO47H2O晶体，说明溶液2中溶质为FeSO4，则X具有还原性，能将Fe3+还原为Fe2+，且不能引进新的杂质，则X为Fe，加入试剂X发生的离子反应有2Fe3+Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2+H2，将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO47H2O晶体，据此分析解答。【详解】(1)根据最终产物为七水合硫酸亚铁可知溶解烧渣的酸为硫酸；(2)固体1为不溶于硫酸的SiO2；(3)试剂X为Fe，可还原铁离子，离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+；(4)从溶液中得到晶体一般需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；(5)在溶液1中含有铁离子和铝离子

4、，加过量的氢氧化钠，铝离子转化为偏铝酸根离子，铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀，所以最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁，所以不可行。2有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子，在周期表中的位置如图所示。E的单质可与酸反应，1 mol E单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6 L H2；E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同，回答下列问题：(1)五种元素的名称：A_，B_，C_，D_，E_。(2)画出C原子、A离子的结构示意图：_、_。(3)B单质在D单质中燃烧，反应现象是_，生成物的化学式为_。(4)A与E形成化合物的化学式为_

5、，它的性质决定了它在物质的分类中应属于_。(5)向D与E形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液直至无明显现象发生时，观察到的现象是先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多，随NaOH加入又逐渐溶解最终澄清，请写出有关反应的离子方程式为_、_。【答案】氧 磷 硫 氯 铝 白色烟雾 PCl3、PCl5 Al2O3 两性氧化物 Al33OH=Al(OH)3 Al(OH)3OH=AlO2-2H2O 【解析】【分析】A、B、C、D、E五种短周期元素，由位置图可知，A在第二周期，B、C、D处于第三周期，设C的质子数为x，则A的质子数为x-8，B的质子数为x-1，D的质子数为x+1，A、B、C、D四种元素原子核外共有56

6、个电子，则x+(x-8)+(x-1)+(x+1)=56，解得x=16，即A为O，B为P，C为S，D为Cl；1molE单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6LH2，设E的化合价为y，根据电子转移守恒：1moly=21，解得y=3，E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同，则E为Al，据此解答。【详解】(1)由上述分析，可知A为氧、B为磷、C为硫、D为氯、E为铝；(2)C为硫，S原子核外有16个电子，三个电子层，各层电子数为2、8、6，原子结构示意图为：；A为氧，O2-离子核外电子数为10，有2个电子层，各层电子数为2、8，离子结构示意图为：；(3)磷单质在氯气中燃烧三氯化磷和五氯化磷，

7、生成物的化学式为：PCl3是液体、PCl5是固体，反应现象是：有白色烟雾生成；(4)A与E形成的化合物为氧化铝，化学式为Al2O3，能与酸、碱反应生成盐与水，属于两性氧化物；(5)D与E形成的化合物为AlCl3，向AlCl3的水溶液中逐渐滴入烧碱溶液直至过量，发生Al3+3OH-=Al(OH)3、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，则可观察到先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多，随NaOH加入又逐渐溶解最终澄清。3从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：（1）固体A的主要成分是_（写名称）（2）铝土矿与过量烧碱反

8、应的离子方程式为_、_（3）电解熔融氧化铝可制得两种单质，写出该反应化学方程式_（4）指出流程乙的一个缺点是_（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X已知每转移6.021023个电子，有0.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式_【答案】 二氧化硅 Al2O3+2OH_=2AlO2_+ H2O SiO2+2OH_ =SiO32+H2O 2Al2O3=4Al+ 3O2 氧化铝中含有二氧化硅杂质 Al2O3+N2+3C2AlN+3CO【解析】流程甲：铝土矿中加入过量的稀盐酸，SiO2与盐酸不反应，Al2O3、Fe2O3、MgO均可与盐酸反应生成

9、相应的氯化物，反应方程式为Al2O36H=2Al33H2O；Fe2O36H=2Fe33H2O；MgO2H=Mg2H2O；反应液中加入过量烧碱，Al3变为AlO2，Mg2、Fe3变为Mg（OH）2和Fe（OH）3沉淀，过滤后，滤液中通入足量的二氧化碳气体，生成了Al（OH）3沉淀；反应方程式为AlO2CO22H2OAl（OH）3HCO3。流程乙：铝土矿中加入过量的氢氧化钠溶液，Fe2O3、MgO与氢氧化钠不反应，SiO2、Al2O3均与强碱反应生成硅酸钠和偏铝酸钠，过滤，滤液中通入足量的二氧化碳，反应生成了Al（OH）3沉淀和硅酸。（1）综上所述，固体A的主要成分是二氧化硅；正确答案： 二氧化硅

10、。（2）铝土矿中Al2O3、SiO2均与强碱反应，生成偏铝酸盐和硅酸盐，反应的离子方程式分别为：Al2O3+2OH-=2 AlO2+ H2O 、 SiO2+2OH_ =SiO32+H2O；正确答案：Al2O3+2OH_=2AlO2+ H2O 、 SiO2+2OH_ =SiO32+H2O。 （3）电解熔融氧化铝可制得金属铝和氧气，反应化学方程式2Al2O3=4Al+ 3O2；正确答案：2Al2O3=4Al+ 3O2。（4）SiO2、Al2O3均与强碱反应生成硅酸钠和偏铝酸钠，过滤，滤液中通入足量的二氧化碳，反应生成了Al（OH）3沉淀和硅酸，加热后，得到氧化铝和二氧化硅，即氧化铝中含有二氧化硅杂

11、质 ；正确答案：氧化铝中含有二氧化硅杂质。（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X，根据元素守恒可以知道X中应含有氧元素和碳元素，已知每转移6.021023个电子即1mol电子，有0.5mol化合物X生成，由电子转移守恒，可得在X中C的化合价为,所以X是CO，所以该反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；正确答案：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。点睛：二氧化硅为酸性氧化物，与强碱反应，不与强酸反应；氧化铝为两性氧化物，既能与强酸，又能与强碱反应；氧化铁、氧化镁属于碱性氧化物，只能与强酸反应，不与强碱反应。4AG为中学

12、化学常见的化合物，是生活中用途广泛的两种金属单质。其相互转化关系如图所示（反应条件已略去）：请回答下列问题（1）的化学式分别为_、_。（2）中，属于非氧化还原反应的是_。（3）反应的化学方程式为_，该反应的现象为_。（4）反应、的离子方程式分别为_、_。【答案】Fe2O3 NaAlO2 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 2Al+2OH-+2H2O= 2AlO2-+3H2 Fe2O3+6H+= 2Fe3+3H2O 【解析】【分析】X和B都是能与氢氧化钠反应的物质，为铝或氧化铝之一，A和Y能与盐酸反应，G在空气中转化为F，G和F

13、都是由D，E与氢氧化钠反应制得的，E为氯化亚铁，F为氢氧化铁，G为氢氧化亚铁，D为三氯化铁，E为氯化亚铁，Y为铁，A为三氧化二铁，X为铝，B为氧化铝，C为偏铝酸钠，然后分析。【详解】根据分析可知，A为Fe2O3，B为Al2O3，C为NaAlO2，D为FeCl3，E为FeCl2，F为Fe(OH)3，G是Fe(OH)2，X为Al，Y为Fe；写出的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+H2O2Al+ Fe2O3=高温2Fe+ Al2O3Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2OFe +2HCl= FeCl2+H22FeCl3+

14、 Fe= 3FeCl2FeCl3+ 3NaOH= Fe(OH)3+3NaClFeCl2+ 2NaOH= Fe(OH)2+2NaCl4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3(1)A为Fe2O3，C为NaAlO2；(2)非氧化还原反应指的是没有化合价的变化的反应，有；(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；(4)的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2，的离子方程式为Fe2O3+6H+= 2Fe3+3H2O。【点睛】能与氢氧化钠反应的金属在高中阶段只学了铝，铁和铝的性质是常考的内容，需要学生很熟

15、悉常见金属及其化合物的性质。5“生活无处不化学”，请你回答下列问题。（1）厨房中的调味品有：盐(主要成分氯化钠)、碱面(主要成分碳酸钠)、白醋(主要成分乙酸)。将上述物质分别溶于水，其水溶液具有碱性的是_(填序号，下同)，主要成分中属于盐类的是_，相互间能发生反应的是_。（2）生活中遇到下列问题，不涉及到化学变化的是_。用四氯化碳可擦去圆珠笔油 自来水厂用液氯消毒 可用食醋洗掉水垢（3）当前，环境治理已成为重要的民生工程。我国城市发布的“空气质量日报”中，下列物质不列入首要污染物的是_（填字母代号）。A二氧化硫 B二氧化碳 C二氧化氮 D可吸入颗粒物煤炭直接燃烧会引起多种环境问题。燃煤产生的S

16、O2是导致_（填名称）污染现象形成的原因；处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S，发生反应的化学方程式为_。（4）向浑浊的水中加入明矾KAl(SO4)212H2O后，水可得到净化。写出明矾在水中的电离方程式_，往明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至Al3+恰好沉淀完全，发生反应的离子方程式为_。【答案】 B 酸雨 2CO+SO22CO2+S KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- 或者KAl(SO4)212H2O=K+Al3+2SO42- +12H2O 2Al3+3Ba2+6OH-+3SO42-=2Al(OH)3+3BaSO4 【解析】【分析】(1)水

17、溶液具有碱性的物质是碱或水解显碱性的盐；金属阳离子和酸根银离子过程的化合物为盐；碳酸钠和乙酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水；(2)有新物质生成的变化为化学变化；(3)空气质量日报”涉及的污染物有二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物等；燃煤产生的SO2增加了硫酸性酸雨的形成；一氧化碳与二氧化硫在催化剂条件下反应生成单质硫和二氧化碳；(4)明矾在水溶液中电离生成Al3+和SO42-，假设KAl(SO4)2为2mol，当Al3+恰好全部沉淀时，需要3molBa(OH)2，根据各离子的物质的量判断反应的程度，以此书写离子方程式。【详解】(1)厨房中的调味品，盐(主要成分氯化钠)，碱面(主

18、要成分碳酸钠)、白醋(主要成分乙酸)，将上述物质分别溶于水，其水溶液具有碱性的是碱面(主要成分碳酸钠)，碳酸根离子水解溶液显碱性，主要成分中属于盐类的是盐(主要成分氯化钠)，碱面(主要成分碳酸钠)，相互反应的物质是碳酸钠和乙酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，故答案为：；(2)用四氯化碳可擦去圆珠笔油，利用相似相溶原理，无新物质生成，属于物理变化，故选；自来水厂用液氯消毒，利用氯气与水反应生成具有强氧化性次氯酸，有新物质生成，是化学变化，故不选；可用食醋洗掉水垢，醋酸与碳酸钙，氢氧化镁反应生成可溶性醋酸盐，有新物质生成，是化学变化，故不选；故选：；(3)空气质量日报”涉及的污染物有二氧化硫(SO2

19、)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物等，二氧化碳为空气组成成分，不属于污染物，故选：B；燃煤产生的SO2增加了硫酸性酸雨的形成；一氧化碳与二氧化硫在催化剂条件下反应生成单质硫和二氧化碳，方程式：2CO+SO22CO2+S；故答案为：酸雨；2CO+SO22CO2+S；(4)明矾在水溶液中电离生成Al3+和SO42-，电离方程式为KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-，假设KAl(SO4)2为2mol，溶液中含有2molAl3+，4molSO42-，当Al3+恰好全部沉淀时，需要3molBa(OH)2，即加入3molBa2+，6molOH-，反应的离子方程式为2Al3+3SO42-+3Ba2

20、+6OH-=3BaSO4+2Al(OH)3，故答案为：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-；2Al3+3SO42-+3Ba2+6OH-=3BaSO4+2Al(OH)3。6粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是

21、_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。【答案】加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2 0.67 molL1 2.3 molL1 【解析】【详解】(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内

22、使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O32AlAl2O32Fe，所以产物中单质B为Fe，故答案为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe；(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，MgO2HCl=MgCl2H2O，故答案为：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O；(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3，还有未反应的HCl。发生的离子反应为Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2。(4)假设步骤用去的20 g固体中，MgO

23、的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根据MgOMgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0.1 mol0.15 L0.67 molL1。步骤说明溶液中没有Fe3，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl守恒的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于0.45mol，所以，FeCl2的浓度为2.3 molL1，故答案为：Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2；0.67 molL1；【点睛】本题考查混合物反应的计算、物质的量浓度计算，题目难度中等，掌握氧化镁、氧化铁以及铁和三价铁离子的反应原理为

24、解答的关键，(4)中计算亚铁离子的物质的量时，不可忽略了铁与氢离子的反应。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 Al2

25、O3+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

26、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”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利用

27、含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3 等杂质)制备重铬酸钠，实现清洁化工生产，工艺流程如图：回答下列问题：(1)焙烧 Cr2O3 转化为Na2CrO4 的化学反应方程式是_；(2)实验室模拟此工业流程，控制反应温度 60的方法是_；(3)流程用石墨做电极电解 Na2CrO4 溶液，制备Na2Cr2O7，其原理如图所示，a 是_极；电极的电极反应式是_；当生成 2mol Na2Cr2O7时，电路中转移的电子_mol；(4)由下图和下表中的溶解度变化，流程制备 K2Cr2O7，应先充分加热，然后_反应才能顺利进行；重铬酸钠的溶解度表：温度1020406080100溶解

28、度%61.662.865.171.878.781.1(5)为进一步减少制得的 K2Cr2O7 晶体中 NaCl 等杂质，应再进行_操作；(6)流程Na2Cr2O7 溶液与乙醇反应，乙醇可能被氧化为_(写一种即可)。【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2 水浴加热 负极 4OH-4e-2H2OO2或2H2O4e-=O2+4H+ 4 冷却结晶（降低温度） 重结晶 乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳(CO2)等 【解析】【分析】利用含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3 等杂质)制备重铬酸钠。将铬铁矿和碳酸钠、空气混合

29、焙烧，发生反应得到Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3等和CO2，然后在60时调节溶液的pH=6.5，用盐酸浸取后过滤，得到的滤渣中主要含有硅酸、氢氧化铁、氢氧化铝等，滤液中含有Na2CrO4和NaCl，然后用石墨做电极电解 Na2CrO4 溶液，制备Na2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入氯化钾固体可以制得K2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入稀硫酸和乙醇，可以制得Na Cr(SO4)2，据此分析解答。【详解】(1)Cr2O3 与碳酸钠在空气中焙烧反应生成Na2CrO4 的化学反应方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2，故答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2；(2)可以采用水浴加热的方法，控制反应温度 60，故答案为：水浴加热；(3)Na2CrO4 溶