高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习含答案附答案解析.docx

1、高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习含答案附答案解析高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1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+ 3N

2、aCl 【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FeCl2，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=2FeC

3、l3；反应的化学方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl。2有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：Na、Mg2、Al3、Fe2、Ba2、NO、SO、Cl、SO32、HCO，取该溶液进行以下实验：取少量待测液，加入几滴石蕊试液，溶液呈红色。取少量待测液，浓缩后加入铜片和浓硫酸，加热，有无色气体产生，此无色气体遇空气变成红棕色。取少量待测液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。取实验中上层清液滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，此沉淀不溶于稀硝酸。另取少量原溶液滴加NaOH溶液，有白色沉淀产生，当NaOH过量时，沉淀部分溶解。（1）根据以上实验，溶液中肯定存在的离子是_；肯定

4、不存在的离子是_；尚不能确定的离子是_。（2）写出中有关反应的离子方程式：_。（3）写出中沉淀溶解的离子方程式：_。（4）实验室检验Na一般用焰色反应即可确定，此实验做之前要用_清洗铂丝。【答案】Mg2、Al3、 Fe2、Ba2、SO32、 Na、Cl 3Cu8H2=3Cu22NO4H2O Al(OH)3+OH- =+2H2O 稀盐酸 【解析】【分析】无色溶液中，有色离子不能存在，氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或硫酸钡，在酸性环境下，能和氢离子反应的离子不能共存，根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析。【详解】因是无色溶液，Fe2+是浅绿色，所以

5、不含Fe2+；由于滴加几滴石蕊试液，溶液呈红色，证明溶液显酸性，因此溶液中一定没有SO32-、HCO3-；待测液浓缩后加入铜片和浓硫酸，加热，有无色气体产生，此无色气体遇空气变成红棕色，说明原溶液中一定含有NO3-；取少量待测液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则原溶液中一定含有SO42-，故一定没有Ba2+；由于的上层清液滴中加AgNO3溶液，有白色沉淀产生且不溶于稀硝酸，说明含有Cl-，但由于中加入了BaCl2溶液，无法证明原溶液中是否存在Cl-；由于原溶液中加入NaOH溶液有白色沉淀产生，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有Al3+、Mg2+；Na+在水溶液里无色，不会参与上述反应

6、，所以无法判断原溶液中是否存在Na+；(1)根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子有Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-；肯定不存在的离子是Fe2+、 Ba2+、SO32-、HCO3-；尚不能确定的离子是Na+、Cl-；答案为：Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-；Fe2+、 Ba2+、SO32-、HCO3-；Na+、Cl-；(2) 中原溶液加入铜片和浓硫酸并加热生成NO，离子方程式为：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O；答案为：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O。(3) 中加NaOH溶液，生成的白色沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，当NaOH过

7、量时，部分溶解的是Al(OH)3，离子方程式为：Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；答案为：Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O。(4)溶液里的钠离子是否存在一般用焰色反应来确定，钠离子的焰色反应为黄色，实验之前，为防止杂质的干扰，用稀盐酸先清洗铂丝；答案为：稀盐酸。3某铝合金(硬铝)中含有铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：(1)溶液中的溶质为_(填化学式，下同)，溶液中的溶质为_。(2)上述第步反应中，生成沉淀的离子方程式为_。(3)该合金中铝的含量为_。【答案】AlCl3、MgCl2、HCl NaAl(OH)4、NaCl、NaOH Al(O

8、H)4CO2=Al(OH)3HCO3 【解析】【分析】由测定该合金中铝的含量流程可知，加盐酸，Cu、Si不反应，则过滤得到的固体为Cu、Si，溶液中含AlCl3、MgCl2以及过量的盐酸，加足量的NaOH，过滤得到的沉淀为Mg(OH)2，溶液中主要含NaAl(OH)4、与过量盐酸反应生成的氯化钠和过量的氢氧化钠，通足量的二氧化碳，反应生成Al(OH)3，灼烧氢氧化铝分解得到Al2O3。【详解】(1)根据分析可知溶液中的溶质为AlCl3、MgCl2、HCl；溶液中的溶质为NaAl(OH)4、NaCl、NaOH，故答案为：AlCl3、MgCl2、HCl；NaAl(OH)4、NaCl、NaOH；(2

9、)第步通入二氧化碳与Al(OH)4反应生成氢氧化铝沉淀，故答案为：Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3；(3)因铝在反应前后守恒，最后得到的固体Al2O3中铝的质量就是铝合金中的铝的质量，则铝的质量为，样品质量为ag，所以铝的质量分数=，故答案为：。【点睛】本题利用了守恒法来进行计算，能很好的考查学生的实验能力、分析和解决问题的能力，题目难度中等。4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

10、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 NaAlFe 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 bc 2Al +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

11、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NaAlFe；(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。5重铬酸钾(K2Cr2O7)在皮革、火柴印染化学、电镀等方面应用广泛。工业上对制革工业污泥中(主要含有Cr3+、Fe3

12、+、Fe2+、Al3+等)Cr元素的回收与再利用工艺如图：已知：Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似。2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。有关物质的溶解度曲线如图。回答下列问题：（1）含铬污泥预处理包括高温煅烧粉碎等步骤，其中高温煅烧的目的是_(写一条即可)，滤渣III的成分是_(填化学式)。（2）步骤中操作需要的玻璃仪器有_，步骤加入H2O2的作用是_。（3）步骤反应能够发生的原因是_，写出步骤的反应离子方程式：_。（4）为测定产品中K2Cr2O7的含量，某兴趣小组将mg产品溶于水配制为500mL溶液，准确量取50.00mL，加入稀硫酸酸化，然后加入过量的KI充分还原，加_作指示

13、剂，到达终点消耗30.00mL0.0500molL-1的Na2S2O3溶液。则该次生产的样品中K2Cr2O7含量为_%。(已知：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)【答案】除去蛋白质等有机物(改变污泥构造，便于酸浸等合理即可) Al(OH)3 烧杯、玻璃棒、漏斗 将Fe2氧化成Fe3 K2Cr2O7的溶解度小 3Cl22CrO28OH=2CrO426Cl4H2O 淀粉溶液 【解析】【分析】硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3，其次是Fe2、Al3和 Cu2，加入过量氢氧化钠，Fe3、 Cu2生成沉淀，滤液的成分是NaAl

14、O2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2 被氧化为Na2CrO4，通入过量二氧化碳会生成氢氧化铝和碳酸氢钠，同时在酸性条件下，铬酸根转化为重铬酸根，即2CrO4+2H=Cr2O72+H2O；然后析出重铬酸钠，溶解加入氯化钾可得重铬酸钾。【详解】(1)从动物皮到皮革需要加入铬酸鞣制，因此制革厂含铬污泥含有蛋白质等有机质，高温煅烧可以除去蛋白质等有机质，同时改变污泥构造，便于溶解；根据流程，AlO2溶液中通入过量CO2，会生成Al(OH)3，可得滤渣II的成分是Al(OH)3；(2)经过步骤得到滤液和滤渣，可知步骤中操作为过滤，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；根据流程，步骤加入双氧水，目的是

15、将Fe2氧化为Fe3，便于除去；(3)加入KCl的目的是使Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，根据信息，一定温度下，K2Cr2O7溶解度最小，故步骤反应能够发生；由信息Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似，根据流程，可知加入过量氢氧化钠，滤液的成分是NaAlO2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2被氧化为Na2CrO4，故离子方程式为3Cl2+2CrO2+8OH=2CrO42+6Cl+4H2O；(4)有碘单质存在，可以选用淀粉溶液做指示剂；根据化学反应：Cr2O72+6I+14H=2Cr33I2+7H2O和I2+2S2O32=2I+S4O62，可得Cr2O723I26S2O32，ag产品

16、最终消耗n(S2O32)=0.0500mol/L30.00103L=0.0150mol，则n(Cr2O72)=0.0150mol=0.00250mol，则样品中K2Cr2O7含量为。6马日夫盐Mn(H2PO4)2H2O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)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

17、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

18、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

19、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

20、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：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；MnC

21、O3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)22H2O+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-。7我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：回答下列问题：（1）焙烧前，应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，其原因是_；混合焙

22、烧时，Al2O3、Ga2O3均发生类似于SiO2的反应，试写出Ga2O3在此过程中发生反应的化学方程式：_。（2）滤渣的成分是_ ；含铝混合液中除了大量A13+之外，还有Fe3+和少量Mg2+，由混合液制取纯净Al(OH)3的实验方案是_。（3）洗脱液中往往还有少量Fe3+，需要进一步分离。若使Fe3+恰好完全沉淀c(Fe3+)= ll0-5molL-l时，Ga3+浓度至少为_molL-l才会开始沉淀。（已知：。）（4）电解过程中，Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO2-，GaO2-在阴极放电，则电解方程式为_；电解过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是 _。【答案】增大反应物接触面积，加

23、快化学反应速率 Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2 H2SiO3或H4SiO4 向混合液中加入过量NaOH，过滤，向滤液中通入足量CO2，再过滤 3.510-2mol/L 抑制水解，并阻止H+在阴极放电降低电解效率 【解析】【分析】混合焙烧时，Al2O3、Ga2O3、SiO2与Na2CO3反应，生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3，CaO、MgO、Fe2O3不发生反应；将固体溶解，MgO、Fe2O3不溶于水，CaO溶于水生成Ca(OH)2，溶液中溶质为Ca(OH)2、NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3、Na2CO3；加入盐酸后，溶液中溶质为FeCl3、Mg

24、Cl2、CaCl2、AlCl3、GaCl3、NaCl，生成的硅酸不溶，滤渣为H2SiO3或H4SiO4，然后将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，然后将洗脱液中的Fe3+除去，最终通过电解制备Ga。【详解】（1）将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，可以增大反应物接触面积，加快化学反应速率；SiO2与Na2CO3固体在加热条件下能够生成Na2SiO3、CO2，因此Ga2O3在此过程中发生反应的化学方程式为：Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2；（2）由上述分析可知，滤渣为：H2SiO3或H4SiO4；Al(OH)3为两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，而Fe(OH)3、Mg(OH)2不溶于强碱

25、溶液，因此可将Al元素转化为偏铝酸盐，然后通入CO2制取纯净的Al(OH)3，实验方案为：向混合液中加入过量NaOH，过滤，向滤液中通入足量CO2，再过滤；（3）当c(Fe3+)恰好为ll0-5molL-l时，若此时Ga3+恰好开始沉淀，则；（4）电解过程中，中Ga元素从+3价降低至0价，发生还原反应生成Ga，阳极为水失去电子生成氧气，电解总反应为：；属于弱酸阴离子，能够发生水解生成Ga(OH)3，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中H+可能会发生还原反应生成H2，会降低阴极电解效率。8一种高效无机水处理剂聚合氯化铝晶体的化学式为Al2(OH)nCl6nxH2Om。它可通过调节AlCl3溶液的

26、pH，促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为_。（2）生产过程中实验操作B、D的名称均为_。（3）反应中副产品a是_，试剂b是_。(用化学式表示)（4）生产过程中可循环使用的物质是_(用化学式表示)。（5）调节pH4.04.5的目的是_。（6）为得到较纯净的晶体，生产过程中C物质可选用_。A氨水 BNaAlO2 CNaOH DAl2O3 EAl【答案】Al2O36H=2Al33H2O、2Al6H=2Al33H2 过滤 H2 HCl HCl 促进AlCl

27、3水解，使晶体析出 DE 【解析】【分析】铝灰主要含Al2O3、Al，还有SiO2等，加水清洗掉其他可溶性杂质，因为B后分离出二氧化硅，所以推出b溶液为盐酸溶液，过量的盐酸将氧化铝和铝单质转化为氯化铝溶液，同时产生氢气，因为氯化氢易挥发，所以氢气中混有氯化氢，经水喷淋，得到气体a为氢气，同时回收盐酸b；B为氯化铝溶液中混有不溶性的二氧化硅，通过过滤分离出二氧化硅，氯化铝溶液经浓缩后调节pH，静置、过滤得到聚合氯化铝晶体。【详解】（1）由分析可知b为盐酸溶液，将铝和氧化铝转化为氯化铝溶液，所以搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为：Al2O36H=2Al33H2O、2Al6H=2Al33H2，

28、故答案为：Al2O36H=2Al33H2O、2Al6H=2Al33H2；（2）由分析可知，生产过程中实验操作B、D的名称均为过滤，故答案为：过滤；（3）由分析可知，a为氢气，b为盐酸，故答案为：H2；HCl；（4）搅拌加热过程中需要加入盐酸，吸收气体过程中可回收挥发出的HCl，所以HCl可以循环使用，故答案为：HCl；（5）氯化铝水解呈酸性，所以调节pH的目的是为了使氯化铝水解生成产品，故答案为：促进AlCl3水解，使晶体析出；（6）为得到较纯净的晶体，调节pH的试剂不能引入新杂质，而过量的氨水、NaAlO2、NaOH均不易除去，会引入新杂质， Al2O3、Al因为不溶于水，过量时可通过过滤除去，所以用Al2O3、Al调节pH能得到较纯净的晶体，综上所述，答案为DE。【点睛】B处溶液因为可能含有未反应的盐酸和氯化铝水解而显酸性，而强酸性环境中聚合氯化铝晶体不易结晶析出，所以要调节pH促进铝离子水解，使聚合氯化铝晶体结晶析出。9工业上用铝土矿（主要成分为，还含有杂质和）提取氧化铝并冶炼的操作过程如下：（1）滤渣A是_，滤渣B是_。（2）操作、的名称是_。（3）生成滤渣C的离子方程式为_