高考化学专题复习分类练习 铝及其化合物推断题综合解答题含详细答案.docx

1、高考化学专题复习分类练习 铝及其化合物推断题综合解答题含详细答案高考化学专题复习分类练习 铝及其化合物推断题综合解答题含详细答案一、铝及其化合物12019年诺贝尔奖授予了在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理锂电池废料以节约资源、保护环境。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有LiCoO2、Al等，处理该废料的一种工艺如图所示：（1）Li的原子结构示意图为_，LiCoO2中Co的化合价为_。（2）“碱浸”时Al溶解的离子方程式为_。（3）“酸溶”时加入H2O2的目的是_。（4）“沉钴”的离子方程式为_。（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O

2、4溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_。（6）取CoC2O4固体4.41g在空气中加热至300 ，得到的钴的氧化物2.41g，则该反应的化学方程式为_。【答案】 +3 将中的还原为价 100mL容量瓶、胶头滴管 【解析】【分析】铝钴膜主要含有、Al等，将废料先用碱液浸泡，将Al充分溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成、，然后加入氨水调节溶液的pH，生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子，最后对滤液用草酸铵洗涤处理，经过一系列处理得到草酸钴。据此解答。【详解】（1）锂是3号元素，原子结构示意图为，中Li显价，氧元素显价，设钴元素的化合价是x，根据在化合物中

3、正负化合价代数和为零，可得：，则，故答案为：；（2）“碱浸”时Al溶解于氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为；（3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入，可以将中的还原为价，用氨水调节pH，将锂离子转化为氢氧化锂沉淀，所得滤渣主要为LiOH，故答案为：将中的还原为价；（4）“沉钴”中与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为，故答案为：；（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4溶液，需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要100mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；（6）4.41gCoC2O4的物质的量为，其中含有

4、钴元素的质量，因此钴的氧化物中含有氧元素的质量，氧元素的物质的量，因此该钴的氧化物为，钴元素被氧化，因此反应物中需要氧气参与，根据元素守恒，生成物中还有二氧化碳，反应的方程式为，故答案为：。【点睛】从处理铝钴膜废料的工艺流程不难得出：Co的化合价多于一种，所以钴元素的氧化物有多种，所以我们得先确认本题中生成的是哪种氧化物，才能正确书写方程式。2氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2(已折算成标准状况)，甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化

5、剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25g/L。请回答下列问题：(1)甲的化学式是_；乙的电子式是_。(2)甲与水反应的化学方程式是_。(3)气体丙与金属镁反应的产物是_(用化学式表示)。(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式_。有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O，请设计实验方案验证之_（已知Cu2O+2H+=Cu+Cu2+H2O）。【答案】AlH3 AlH33H2OAl(OH）33H2 Mg3N2 2NH33CuO3CuN23H2O 将固体溶于稀硫酸中，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O 【解析】【分析

6、】将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2(已折算成标准状况），甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液，因此白色沉淀是Al(OH）3，则金属单质是铝，因此甲是AlH3。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 gL1，则丙的相对分子质量是1.2522.428，因此丙是氮气，则乙是氨气NH3，据此解答。【详解】（1）根据以上分析可知甲的化学式是AlH3。乙是氨气，含有共价键的共价化合物，电子式为；（2）甲与水反应生成氢气和氢氧化铝，反应的化学方程式是AlH33H2OAl

7、(OH）33H2。（3）氮气与金属镁反应的产物是Mg3N2。（4）氨气在加热条件下与CuO反应可生成Cu和氮气，根据原子守恒可知该反应的化学方程式为2NH33CuO3CuN23H2O。铜与稀硫酸不反应，则根据Cu2O2HCuCu2H2O可知,要检验产物Cu中可能还混有Cu2O可以将固体溶于稀硫酸中，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O。3现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。请根据以上信息回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式：A_、B_、C_、F_、 H_、乙_（2）写出下列反

8、应化学方程式：反应_反应_反应_【答案】Na Al Fe FeCl2 Fe(OH)3 Cl2 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3 FeCl3+ 3NaOH =Fe(OH)3+ 3NaCl 【解析】【分析】【详解】金属单质A的焰色为黄色，则A为Na；反应为Na与水反应生成NaOH和H2，则物质D为NaOH，气体为H2；金属B与NaOH反应生成H2，则金属B为Al；黄绿色气体为Cl2，反应为H2与Cl2化合成HCl，则气体丙为HCl，物质E为盐酸；金属C与盐酸反应生成F，F与Cl2反应生成物质G，G与NaOH反应得红棕色沉淀，则金属C为Fe，F为Fe

9、Cl2，G为FeCl3；（1）A、B、C、F、H、乙的化学式依次为Na、Al、Fe、FeCl2、Fe(OH)3、Cl2。（2）反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2；反应的化学方程式为Cl2+2FeCl2=2FeCl3；反应的化学方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl。4回答下列问题：（1）锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述正确的是_。A Li2SO4难溶于水B Li与N2反应产物是Li3NC LiOH易溶于水D LiOH与Li2CO3受热都难分解（2）与铝位于对角线位置的第二周期元素是_，能区别Be（OH）2

10、和Mg（OH）2的一种试剂是_，反应的化学方程式是_。（3）门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他预测在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，后来被法国化学家于1875年发现，命名为镓。镓的元素符号是_，它在周期表中的位置是_。（4）关于与镓同主族的第6周期元素性质的推测中不正确的是_。A 单质是银白色较软的金属B 其氢氧化物是两性氢氧化物C 在化合物中显3价D 单质与盐酸的反应比铝剧烈【答案】B 铍（Be） NaOH溶液 Be（OH）22NaOH=Na2BeO22H2O Ga 第四周期A族 B 【解析】【分析】【详解】(1)A锂和镁在

11、元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，硫酸镁易溶于水，所以硫酸锂易溶于水，故A错误；B锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，镁和氮气反应生成氮化镁，所以锂和氮气反应生成Li3N，故B正确；C氢氧化镁难溶于水，所以氢氧化锂属于难溶物质，故C错误；D锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，氢氧化镁和碳酸镁受热易分解，则氢氧化锂和碳酸锂受热也易分解，故D错误；故答案为B；(2)根据对角线规则，与铝位于对角线位置的第二周期元素是铍，有相似的化学性质，氢氧化铝具有两性，Be(OH)2也具有两性，可以与氢氧化钠反应，Mg(OH)2不可以与氢氧化

12、钠反应，故可以用氢氧化钠来鉴别，类比氢氧化铝与氢氧化钠反应的化学方程式，则氢氧化铍与氢氧化钠反应的化学方程式为：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O；(3)同主族元素性质相似，铝下方的元素为镓，其元素符号为Ga，位于元素周期表中第四周期A族；(4)A与镓同主族的第六周期元素为铊，单质为银白色，质软，故A正确；B氢氧化物为两性的物质位于金属和非金属的临界处，如硼铝硅锗砷等，铊不是两性物质，其氢氧化物也不是两性氢氧化物，故B错误；C铊与铝同主族，具有相同的最外层电子数，所以铊在化合物中也显+3价，故C正确；D同主族元素自上到下金属性递增，该元素金属性大于铝，其单质与盐酸的反应比铝剧

13、烈，故D正确；故答案为B。【点睛】考查位置结构性质的相互关系应用，明确同主族元素性质的递变规律为解答关键，注意掌握对角线规则内容，结合Mg、Al单质及其化合物的性质，类推未知物的性质，试题侧重培养学生的分析、理解能力及知识的迁移能力。5A、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

14、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)。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

15、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：；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

16、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；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。6某工厂废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的金属废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO47H2O)和胆矾晶体。完成下列填空：（1）写出步骤反应的离子方程式：_。（2）试剂X是_，溶液D是_。（3）在步骤中，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间

17、后，仍观察不到烧杯中产生白色沉淀。为了固体C的生成，在药品和装置上可采取的改进措施是_。（4）溶液E中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，用离子方程式解释其可能的原因：_。（5）将固体F继续加入热的稀硫酸，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液，写出反应的化学方程式：_。【答案】、 稀硫酸 NaHCO3溶液 浓盐酸改为稀盐酸；在装置a和装置b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，以除去装置a中挥发出的HCl 2Fe3+Fe=3Fe2+、2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 【解析】【分析】Fe、Cu、Fe2O3都不与NaOH溶液反应，Al和Al2O3可与NaOH溶液

18、反应，用含有Al、Fe、Cu和Al2O3和Fe2O3的废金属屑制取AlCl3、绿矾晶体(FeSO47H2O)和胆矾晶体流程为：合金中Al、Al2O3与NaOH反应，所得滤液A为NaAlO2溶液，经途径与足量二氧化碳发生反应：，反应可生成Al(OH)3固体C，生成的Al(OH)3再和盐酸反应生成AlCl3，得到的AlCl3较纯净；溶液D为NaHCO3溶液；滤渣B为Fe和Cu的化合物，加入足量稀硫酸，得到的滤液E为FeSO4，经蒸发浓缩、冷却结晶可得到绿矾，滤渣F为Cu，可用于制备胆矾，据此分析解答。【详解】（1）铝、氧化铝与氢氧化钠反应，所得滤液A为NaAlO2溶液，反应的离子方程式为：、；（2

19、）金属铁和金属铜不与氢氧化钠溶液反应，金属铜和稀硫酸之间不反应，但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气，进而制得绿矾晶体，所以试剂X为稀硫酸；溶液D为NaHCO3溶液；（3）进行步骤时，该小组用如图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的HCl气体，氯化氢在水中溶解了部分沉淀，发生的反应为：Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O，为了避免固体C减少，可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去HCl的装置，二氧化碳在饱和NaHCO3中不溶，氯化氢和NaHCO3反应生成二氧化碳气体，所以可降低

20、盐酸浓度；在装置I和之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中的氯化氢；（4）溶液E中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，原因是Fe3+被Fe、Cu还原生成Fe2+，所以加入KSCN溶液没有明显现象，故答案为：2Fe3+Fe=3Fe2+、2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+；（5）用固体F继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液，说明在加热条件下，Cu、氧气和稀硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为：。7某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学

21、兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO47H2O）和胆矾晶体（CuSO45H2O）。请回答：（1）步骤中，发生的氧化还原反应的离子方程式为_，涉及到的分离操作是_。（2）试剂X是_；溶液D是_。（3）溶液E在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液E是否被氧化_。（4）在步骤时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少，可采取的改进措施是_。（5）工业上常用溶液E制取净水剂Na2FeO4，流程如图：写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式_。（已知NaClO还原为N

22、aCl）【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 过滤 稀硫酸（或稀H2SO4；或硫酸） NaHCO3溶液（或碳酸氢钠溶液） 取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化 在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去HCl气体 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 【解析】【分析】Cu、Fe和Al，少量Al2O3和Fe2O3，氢氧化钠与Al、Al2O3反应，而Cu、Fe和Fe2O3不反应，过滤得到滤渣为Cu、Fe和Fe2O3，滤液为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，向滤液中

23、通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，过滤，向沉淀中加入盐酸生成氯化铝溶液，最终得到氯化铝固体；向滤渣为Cu、Fe和Fe2O3中加入稀硫酸，生成硫酸亚铁，最终得到绿矾，过滤得到Cu，Cu与氧气、硫酸反应得到硫酸铜。【详解】步骤中，发生的氧化还原反应的是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，其离子方程式为2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2，Fe、Cu、Fe2O3不和氢氧化钠溶液反应，因此涉及到的分离操作是过滤；故答案为：2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2；过滤。将Fe、Cu中Fe溶于溶液中生成硫酸亚铁，因此试剂X是硫酸；溶液A为偏铝酸钠溶液，向溶液中通入过量二氧化

24、碳，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，因此D是碳酸氢钠；故答案为：稀硫酸(或稀H2SO4；或硫酸)；NaHCO3溶液(或碳酸氢钠溶液)。溶液E在空气中易被氧化，亚铁离子被氧化生成铁离子，铁离子常用KSCN溶液来检验，因此简单的实验方案检验溶液E是否被氧化的实验为取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化；故答案为：取少量E溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明E溶液已被氧化，反之，则未被氧化。在步骤时，若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，减少的主要原因

25、是浓盐酸易挥发，挥发出的HCl与沉淀反应，为避免固体C减少，先用饱和碳酸氢钠溶液除掉挥发的HCl，再通入CO2；故答案为：在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去HCl气体；故答案为：在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去HCl气体。Fe(OH)3与NaClO反应生成NaCl和Na2FeO4，其制取Na2FeO4的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO+4OH = 2FeO42+3Cl+5H2O；故答案为：2Fe(OH)3+3ClO+4OH = 2FeO42+3Cl+5H2O。8马日夫盐Mn(H2PO4)2H2O主要用作磷化剂。以软锰矿(主要成分为M

26、nO2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)22H2O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

27、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)22H2O+CO2 pH=1.7下萃取60 min 【解析】【分析】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MnO

28、2“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)22H2O，据此分析解答。【详解】(1)马日夫盐Mn(H2PO4)22H2O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

29、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)22H2O+CO2，故答案为：2