全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题分类汇总Word文档下载推荐.docx
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(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
2.甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系:
(1)若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质,既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液。
则甲是________(填化学式)。
写出“
”转化的离子方程式______________________。
(2)若乙溶液中加入
溶液,有血红色出现,则乙溶液中含有的离子是___________,甲的化学式为_____________。
【答案】
(1)甲和丙都是不溶于水的白色固体物质,按信息知甲为
、乙是硫酸铝,丙为
,则乙与氨水反应的离子方程式为:
;
溶液,有血红色出现,则乙为硫酸铁,其溶液中含有铁离子,氧化物甲与硫酸反应得到硫酸铁溶液,因此甲为氧化铁。
铝离子与氨水反应的离子方程式容易出错,同学往往错误地把离子方程式写错成
3.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_________________________________。
强还原性Na>Al>Fe2Na+2H2O=2NaOH+H2↑bc2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(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。
(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↑。
4.
(1)实验室制氯气的尾气处理用_____溶液吸收,其化学反应方程式为_____。
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,现象是先产生白色沉淀,其反应的离子方程式为_____,后白色沉淀又溶解消失,其反应的离子方程式为_____。
(3)在含有0.2mol的硫酸和0.2mol的硝酸的混合溶液200mL中,加入19.2g铜粉,产生的气体成分为_____(填NO或H2),你所选气体在标准状况下的体积为_____L
【答案】NaOH2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2OAl3++3OH﹣=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2ONO3.36L
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气;
(2)铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中;
(3)硫酸和硝酸都为稀酸,反应方程式为铜与稀硝酸反应。
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,防止污染空气;
氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水,反应方程式为:
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,
故答案为:
NaOH;
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,现象是先产生白色沉淀,是铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:
Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓;
后白色沉淀又溶解消失,是因为氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中,生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:
Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O,
Al(OH)3+OH﹣=AlO2﹣+2H2O;
(3)0.2mol的硫酸和0.2mol的硝酸的混合溶液200mL中,硫酸和硝酸都为稀酸,加入19.2g铜粉,且氢离子不足,完全反应,设n(NO)=x,
x=0.15mol,V(NO)=n×
Vm=0.15×
22.4=3.36L,故答案为:
NO;
3.36L。
5.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(FeSO4·
7H2O)和胆矾晶体。
完成下列填空:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式:
___。
(2)试剂X是___,溶液D是___。
(3)在步骤Ⅱ中,用如图装置制取CO2并通入溶液A中。
一段时间后,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:
、
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HCl2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
Fe、Cu、Fe2O3都不与NaOH溶液反应,Al和Al2O3可与NaOH溶液反应,用含有Al、Fe、Cu和Al2O3和Fe2O3的废金属屑制取AlCl3、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)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Ⅱ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。
(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)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;
(3)进行步骤Ⅱ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,所以可降低盐酸浓度;
在装置I和Ⅱ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:
6.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____________。
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
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。
(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。
7.工业上制备铝一般是从铝土矿(主要成分是Al2O3,含有Fe2O3杂质)中得到纯净的Al2O3,然后电解Al2O3得到铝。
下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。
其中涉及到的一个反应:
2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓。
(1)图示中实验操作
(1)是________;
加入的试剂②是__________(填化学式)
(2)试写出B溶液中的溶质的化学式:
_____________
(3)写出化学方程式:
①铝土矿→A:
_________________________________________________。
②E→F:
_______________________________________________________。
【答案】过滤Ca(OH)2或Ba(OH)2NaAlO2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
溶液B中通入CO2产生沉淀,说明B溶液为NaAlO2溶液,则是向铝土矿中加入的试剂①是NaOH溶液,操作
(1)过滤,沉淀C为Fe2O3,则溶液D为Na2CO3,反应②为:
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH,故沉淀H为CaCO3,沉淀E为Al(OH)3,F为Al2O3,反应④是电解氧化铝得到Al与氧气,据此分析。
(1)将沉淀从溶液中分离出来的操作是过滤;
根据反应2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓可知,D中含有碳酸钠,E是氢氧化铝,则F是氧化铝,电解氧化铝即得到金属铝。
碳酸钠要生成氢氧化钠和沉淀,需要进入的试剂是氢氧化钙,即②中加入的试剂是Ca(OH)2或Ba(OH)2;
(2)由上述分析可知,B为NaAlO2;
(3)①铝土矿→A是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的化学方程式为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
②E→F是氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水,反应的化学方程式为:
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O。
8.用方铅矿(主要为PbS)和软锰矿(主要为MnO2,还有少量Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程:
已知:
(1)PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O
(2)PbCl2(s)+2Cl-(aq)=PbCl42-(aq)△H>
0
(1)80℃用盐酸处理两种矿石,为加快酸浸速率,还可采用的方法是_______________(任写一种)。
(2)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是________________________________;
加入物质X可用于调节酸浸液的pH值,物质X可以是_______________
A.MnCO3B.NaOHC.ZnOD.PbO
(3)滤渣中含有金属杂质形成的化合物,其成分为________________(写化学式)。
(4)向滤液2中通入NH3和O2发生反应,写出总反应的离子方程式:
___________________
【答案】粉碎矿石、搅拌、适当增加盐酸浓度等增大PbCl2的溶解度ADAl(OH)3
方铅矿精矿(主要成分PbS)和软锰矿(主要成分MnO2,含有Al2O3等杂质)中加入稀盐酸并加热至80℃,发生的反应有:
MnO2+PbS+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,向酸浸溶液中加入NaCl溶液、X,调节溶液的pH,使Al3+转化为沉淀,要除去Al3+需要加入能与H+反应且不能引进新的杂质,然后过滤得到氢氧化铝沉淀和滤液,将滤液1分离得到PbCl2晶体和滤液2,向滤液2中通入氨气、氧气,锰离子被氧化生成Mn3O4,过滤得到Mn3O4和滤液,以此解答。
(1)采取粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度等措施均能加快酸浸速率;
(2)由反应
可知,向酸浸液中加入饱和食盐水,通过增大Cl−浓度可促进PbCl2的溶解;
加入物质X调节溶液的pH,使Al3+转化为沉淀,同时不引入新的杂质,结合滤液1中含有Mn2+和Pb2+,可选择MnCO3和PbO调节溶液pH,而NaOH和ZnO调节pH时会引进杂质离子,即答案选AD;
(3)酸浸液中加入MnCO3或PbO调节溶液pH,促进溶液中Al3+完全转化为Al(OH)3沉淀,滤渣中含有金属杂质形成的化合物,其成分为Al(OH)3;
(4)滤液2中含有Mn2+,通入NH3和O2生成Mn3O4,Mn元素化合价从+2价升高至
价,O2中O元素化合价从0价降低至-2价,根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒可知发生反应的离子方程式为:
调节溶液的pH,常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀,调节pH所需的物质一般应满足两点:
①能与H+反应,使溶液pH增大;
②不引入新杂质;
例如:
若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。
9.钴元素由于其良好的物理化学性质,被广泛应用于生产生活中。
从含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)中制取粗CoCl2·
6H2O的流程如下所示。
请回答下列问题:
(1)步骤I中主要发生的化学反应方程式为______。
(2)已知Co2O3具有强氧化性,若步骤II中浸出剂为盐酸,造成的后果是_______。
(3)步骤Ⅲ中①的目的是除去Al3+,写出该步反应的离子方程式______。
(4)若在实验室煅烧CoCO3,所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外,还有______、______(填仪器名称)。
(5)操作①是在HCl氛围中进行的,其步骤是______、_____、过滤、洗涤、干燥。
洗涤过程中可以用工业酒精代替水,其优点是_____。
(6)某同学用标准硝酸银溶液滴定未知浓度的CoCl2溶液,下列可作为指示剂的是____(填选项,忽略亚钴离子的颜色干扰)
A.KClB.KSCNC.K2CrO4D.K2S
已知几种物质在20℃时的颜色及Ksp值如下表
化学式
AgCl
AgSCN
Ag2S
Ag2CrO4
颜色
白色
浅黄色
黑色
红色
Ksp
2.0×
10-10
1.0×
10-12
10-48
【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑会产生有毒气体氯气2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑坩埚泥三角蒸发浓缩冷却结晶减少晶体的溶解损失C
含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li)加入碱液,Al能溶于强碱溶液生成偏铝酸盐和氢气,锂能够被水溶解,过滤得到钴渣和含铝溶液;
钴渣中加入浸出剂得到含有Co2+及微量Li+、Al3+溶液,向该溶液中加入20%碳酸钠溶液调节溶液的pH为4.5-5之间,然后加入NaF,过滤得到铝锂渣和滤液,滤液中加入30%碳酸钠溶液调节溶液的pH为8-8.5,得到CoCO3沉淀,煅烧碳酸钴得到CoO,CoO与盐酸反应生成CoCl2,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出CoCl2·
6H2O结晶水合物,据此分析解答。
(1)步骤I中Al能溶于强碱溶液生成偏铝酸盐和氢气,锂能够被水溶解,发生的主要化学反应方程式有2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故答案为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑;
(2)Co2O3具有强氧化性,若步骤II中浸出剂为盐酸,盐酸中的氯元素可能被氧化生成氯气,污染环境,故答案为会产生有毒气体氯气(或生成氯气,污染环境);
(3)步骤Ⅲ中①的目的是除去Al3+,与加入的碳酸钠能够发生双水解反应,反应的离子方程式为2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案为2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(4)实验室煅烧CoCO3需要在坩埚中进行,所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外,还有坩埚、泥三角,故答案为坩埚;
泥三角;
(5)CoCl2能够水解,生成的氯化氢容易挥发,因此操作①是需要在HCl氛围中进行,从CoCl2溶液中获得CoCl2·
6H2O晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
洗涤过程中可以用工业酒精代替水,减少晶体的溶解损失,且酒精更加容易挥发,便于晶体干燥,故答案为蒸发浓缩、冷却结晶;
减少晶体的溶解损失;
(6)某同学用标准硝酸银溶液滴定未知浓度的CoCl2溶液,根据几种物质在20℃时的颜色及Ksp值,滴定过程中需要有明显的现象,应该选用K2CrO4为指示剂,故答案为C。
10.明矾[KAI(SO4)2∙12H2O]是一种重要的化工产品,在生产、生活中都有广泛的用途。
某工厂计划利用炼铝厂的废料铝灰(含Al、A12O3、少量SiO2和FeO∙xFe2O3)为原料生产明矾产品,设计的生产工艺流程如下:
己知:
(1)检验滤液A中是否存在Fe2+,可用K3[Fe(CN)6]溶液,请写出其检验的离子反应方程式____。
(2)沉淀器中加入KMnO4溶液的作用是____;
有人认为该生产流程较为复杂,可以用____溶液(填化学式)代替KMnO4溶液而使操作Ⅰ和操作Ⅱ过程得到优化。
(3)操作Ⅲ是___、____(填操作名称)、过滤、洗涤;
在洗涤晶体时采用的洗涤剂最合适的是___(填正确答案标号)。
A.稀硫酸B.蒸馏水C.70%酒精
(4)明矾可作净水剂,其净水原理是____用离子方程式表示)。
(5)在沉淀器中调pH=3,请计算说明Fe3+是否完全沉淀(当Fe3+离子浓度小于或等于1.0x10-5mol/L时,可以认为溶液中无该离子)____。
【答案】2Fe(CN)63-+3Fe2+=Fe3[Fe(CN)6]2↓氧化Fe2+为Fe3+H2O2蒸发浓缩冷却结晶CAl3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+由
可知,
,所以F
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