高考化学铝及其化合物推断题的综合题试题附答案解析Word文档下载推荐.docx
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(2)氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁;
(3)粗铝含有一定量的金属钠和氢气,钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝,氢气和氯气发生反应生成氯化氢,以及NaCl熔点为801℃;
AlCl3在181℃升华,在结合物质之间的反应来分析;
(4)酸性气体能和强碱反应,用烧碱来处理尾气;
(5)电镀池中镀件金属作阳极,金属发生氧化反应;
根据氯化铝在在181℃升华;
根据水浴的最高温度为100℃,油浴的温度大于100℃,且受热均匀;
(6)根据氧化铝的性质来回答。
【详解】
(1)氧化铝的熔点高,为降低其熔点,常加入冰晶石;
(2)氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁:
2Al+Fe2O3
2Al2O3+2Fe;
(3)粗铝含有一定量的金属钠和氢气,钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝,氢气和氯气发生反应生成氯化氢,其中氯化钠熔点为801℃,较高,是固态杂质随气泡上浮,气泡的主要成分有Cl2、HCl、AlCl3;
(4)A中有氯气以及氯化氢,均能和烧碱反应,用于尾气处理,实质为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,H++OH-=H2O;
(5)电镀池中镀件金属铝作阳极,金属铝失电子发生氧化反应;
氯化铝在在181℃升华,所以电镀选择在170℃下进行;
水浴的最高温度为100℃,油浴的温度大于100℃,且受热均匀,所以控制温度在170℃下进行的方式最好是油浴,故选:
b;
(6)铝金属表面形成的致密氧化铝膜具有保护作用,致密的氧化膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触,使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。
2.已知A、B、C、D是中学化学的常见物质,且A、B、C均含有同一种元素。
在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。
请回答下列问题:
(1)若A可用于自来水消毒,D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液不能得到B。
则B的化学式为__。
(2)若D是氯碱工业的主要产品之一,B有两性,则反应②的离子方程式是__。
(3)若A、C、D都是常见气体,C是导致酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式为___。
(4)若A的焰色反应呈黄色,D为二氧化碳,则反应②的离子方程式是___。
【答案】FeCl3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2H2S+SO2═3S+2H2OCO32-+CO2+H2O═2HCO3-
(1)D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则D是铁,A可用于自来水消毒,A为Cl2;
(2)若D是氯碱工业的主要产品之一,B有两性,D为NaOH、B为Al(OH)3;
(3)C是形成酸雨的主要气体,则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2;
(4)若A的焰色反应呈黄色,说明A中含有Na元素,且A、B、C均含有同一种元素据此分析。
(1)D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则D是铁,A可用于自来水消毒,由转化关系可知,A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2;
(2)若D是氯碱工业的主要产品之一,B有两性,由转化关系可知,A为铝盐、D为NaOH、B为Al(OH)3、C为NaAlO2,反应②为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式是:
Al(OH)3+OH−=AlO2−+2H2O;
(3)若A、C、D都是常见气体,C是形成酸雨的主要气体,则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2,反应③为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水,反应的化学方程式为:
2H2S+SO2═3S+2H2O;
(4)若A的焰色反应呈黄色,D为二氧化碳,由转化关系可知,A为NaOH、B为Na2CO3、C为NaHCO3,反应②为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,反应的的离子方程式是:
CO32−+CO2+H2O═2HCO3−。
3.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化:
据此回答下列问题:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是__。
(2)根据上述框图反应关系,写出下列B、C、D、E所含物质的化学式
固体B__;
沉淀C__;
沉淀D__;
溶液E___。
(3)写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式
①__;
②___;
③___;
④__。
【答案】过滤Al2O3Al2O3、Fe2O3Fe2O3K2SO4、(NH4)2SO4Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl3++3NH3·
H2O=Al(OH)3↓+3NH4+NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物A加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀C为Al2O3和Fe2O3;
由转化关系图可知,向沉淀C中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,沉淀D为Fe2O3,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解生成固体B为Al2O3;
向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中E为K2SO4、(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到K2SO4和(NH4)2SO4,然后结合物质的性质及化学用语来解答。
(1)溶液和沉淀的分离利用过滤;
(2)由上述分析可知B为Al2O3,C为Al2O3、Fe2O3,D为Fe2O3
溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4;
(3)反应①为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
反应②为Al3++3NH3∙H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
反应③为NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl;
反应④为2Al(OH)3
Al2O3+3H2O。
4.已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐,且常用作净水剂,B是一种常见的两性氢氧化物。
试根据下列转化关系回答有关问题:
(1)试判断:
B为___,F为___;
(2)写出沉淀B与盐酸反应的离子方程式___;
(3)根据上述关系写出盐A的化学式___。
【答案】氢氧化铝或Al(OH)3硫酸钡或BaSO4Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OKAl(SO4)2或K2SO4﹒Al2(SO4)3
已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐,且常用作净水剂,透过蓝色鈷玻璃观察时焰色反应呈紫色,该溶液中含有K+,故A是KAl(SO4)2;
向溶液A中加入氨水,Al3+会发生反应:
Al3++3NH3·
H2O==Al(OH)3↓+3NH4+,产生白色沉淀B是Al(OH)3,溶液C是(NH4)2SO4;
Al(OH)3是两性氢氧化物,可以与强酸HCl发生反应:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,产生的溶液E是AlCl3;
也可以与强碱NaOH发生反应:
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,得到的溶液D是NaAlO2;
向溶液C中加入Ba(NO3)2溶液,发生复分解反应产生BaSO4白色沉淀,该物质既不溶于水,也不溶于酸,所以沉淀F是BaSO4。
(1)通过分析可知,B为Al(OH)3,F为BaSO4,故答案为:
氢氧化铝;
硫酸钡或BaSO4;
(2)B是Al(OH)3,与盐酸反应的离子方程式是:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,故答案为:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
(3)根据上述关系写出盐A是KAl(SO4)2,故答案为:
KAl(SO4)2或K2SO4﹒Al2(SO4)3。
5.工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如图(金属单质E可由滤液C制取):
已知:
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
(1)固体混合物B的成分是_____。
它与NaOH溶液反应的离子方程式为_____。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为_____(填离子符号),生成该离子与Fe元素有关的离子反应方程式为_____。
要检验该铁元素的离子的实验_____
(3)在滤液C中通入足量CO2的离子方程式为_____
(4)金属单质E从固体混合物F中置换出Cu的化学方程式为_____
【答案】SiO2和CuSiO2+2OH-=SiO32-+H2OFe2+Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+取少量溶液于试管中,滴加KSCN,溶液不变红,再加入氯水,溶液变为血红色,则有Fe2+OH-+CO2=HCO3-;
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-2Al+3CuO高温Al2O3+3Cu
氧化亚铜与盐酸反应生成铜和铜离子,二氧化硅与盐酸不反应,氧化铁与盐酸反应生成Fe3+,铁离子与铜反应生成亚铁离子,固体为二氧化硅和铜,滤液中含有铜离子、亚铁离子、铝离子,加入足量的氢氧化钠溶液,滤液C中含有偏铝酸根离子,金属E为铝,固体D为氢氧化铜和氢氧化铁的混合物,在空气中灼烧,F为氧化铜和氧化铁的混合物,粗铜为铜、铝、铁的混合物,经过电解可得到纯铜。
(1)固体混合物B的成分是SiO2和Cu。
它与NaOH溶液即二氧化硅与氢氧化钠反应,反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。
(2)氧化亚铜与盐酸反应生成铜单质和铜离子,氧化铁与盐酸反应生成铁离子,与铜反应生成亚铁离子,有铜剩余,故铁离子完全转化为亚铁离子,滤液A中铁元素的存在形式为Fe2+,生成该离子与Fe元素有关的离子反应方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
要检验该铁元素的离子的实验为取少量溶液于试管中,滴加KSCN,溶液不变红,再加入氯水,溶液变为血红色,则有Fe2+。
(3)在滤液C中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,通入足量CO2的离子方程式为OH-+CO2=HCO3-;
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
(4)金属单质E为铝,从固体混合物F为氧化铜和氧化铁的混合物,置换出Cu的化学方程式为铝热反应,2Al+3CuO高温Al2O3+3Cu。
6.在高温下,Al与Fe2O3发生铝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:
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
回答下列问题:
(1)固体①的成分是__________。
溶液②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②与NaOH溶液反应的离子方程式是__________。
【答案】Fe和Fe2O3NaHCO3Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液①为NaAlO2和NaOH的混合溶液,固体①为Fe和Fe2O3,溶液①通过过量CO2得到溶液②为NaHCO3溶液,固体②为Al(OH)3沉淀,以此答题。
固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液①为NaAlO2和NaOH的混合溶液,固体①为Fe和Fe2O3,溶液①通过过量CO2得到溶液②为NaHCO3溶液,固体②为Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解得到Al2O3。
(1)固体①的成分是Fe和Fe2O3;
溶液②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②为Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式是
。
7.近两年来无人驾驶汽车的大热使得激光雷达成为人们关注的焦点,激光雷达的核心部件需要一种氮化铝(A1N)导热陶瓷片。
下图是从铝土矿(主要成分为A12O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取A12O3并生产A1N的工艺流程:
(1)“溶解”时,已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠可发生反应:
2Na2SiO3+2NaA1O2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。
赤泥的主要成分除了生成的Na2Al2Si2O8还有________(写出化学式),Na2Al2Si2O8用氧化物的形式表示为______________________________________________________。
(2)“酸化”时通入过量CO2与NaA1O2反应生成NaHCO3和另一种白色沉淀,试写出该反应的化学方程式________________________________;
实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、_____________________、玻璃棒。
(3)“还原”时,炭黑在高温下被氧化为CO,反应的化学方程式为_____________;
(4)已知:
AlN+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3↑。
现取氮化铝样品5.0g(假设杂质只含有炭黑)加到100mL1.0mol•L-1的NaOH溶液中恰好反应完,则该样品中A1N的质量分数为___________________。
【答案】Fe2O3Na2O•Al2O3•2SiO2NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3漏斗Al2O3+N2+3C
2AlN+3CO↑82%
铝土矿(主要成分为A12O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质),铝土矿中加入氢氧化钠溶液,SiO2和A12O3溶于氢氧化钠溶液,溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应:
2Na2SiO3+2NaA1O2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH,氧化铁不溶于氢氧化钠溶液,所以过滤得到的赤泥为Fe2O3、Na2Al2Si2O8,滤液主要为偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳酸化得到的沉淀为氢氧化铝,过滤得到的滤液主要为NaHCO3溶液,氢氧化铝灼烧得到氧化铝,氧化铝、碳黑、氮气在高温下生成氮化铝,同时碳被氧化为CO,据此解答此题。
(1)氧化铁与氢氧化钠不反应,则赤泥的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8,Na2Al2Si2O8用氧化物的形式表示为Na2O•Al2O3•2SiO2;
答案为:
Fe2O3;
Na2O•Al2O3•2SiO2;
(2)“酸化”时通入过量CO2与NaA1O2反应生成Al(OH)3,反应的化学方程式为:
NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;
实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
漏斗;
(3)氧化铝、碳黑、氮气在高温下生成氮化铝,同时碳黑被氧化为CO,反应的化学方程式为:
Al2O3+N2+3C
2AlN+3CO↑;
(4)加到100mL1.0mol•L-1的NaOH溶液中恰好反应完,则n(NaOH)=0.1L⨯1.0mol/L=0.1mol,根据反应AlN+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3↑可知,n(AlN)=n(NaOH)=0.1mol,所以AlN的质量分数为:
;
82%;
8.磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。
以磷硅渣(主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等)为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:
(1)酸浸液中含磷元素的主要粒子是_____(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是_____。
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是_____。
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_____。
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是_____(填化学式)。
(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:
则最优反应条件是_____。
(6)固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:
_____。
【答案】H3PO4SiO2、CaSO4除去过量的SO42-V3O93-+3H2O⇌3[VO3(OH)]2-+3H+Na[Al(OH)4]、Na3PO4pH=12、温度为80℃、时间为1hAl2O3+2NH4H2PO4
2AlPO4+2NH3↑+3H2O
磷硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫酸分离出滤渣为SiO2、CaSO4,酸浸液中加CaO可调节pH且除去过量硫酸根离子,滤渣1为CaSO4,滤液中钒元素以V3O93-形式存在,加NaOH分离出Na2[VO3(OH)],再加NaOH时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO2、Na3PO4,由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al含量w%小,为最优反应条件,然后过滤分离出AlPO4;
(1)SiO2为酸性氧化物,不与硫酸反应;
CaSO4微溶于水,据此回答;
(2)加浓硫酸引人过量的硫酸根离子,CaSO4微溶于水,据此回答;
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2−;
(4)加NaOH时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO2、Na3PO4;
(5)在pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图中,寻找碱浸时固相中P、Al含量w%小时就为最优反应条件;
(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O。
(1)酸浸中磷元素主要转化为H3PO4,该反应的化学方程式为Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+2H3PO4,磷硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫酸分离出滤渣为SiO2、CaSO4;
(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是除去过量的硫酸根离子;
(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2−,该水解反应的离子方程式为V3O93-+3H2O⇌3[VO3(OH)]2-+3H+;
(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是Na[Al(OH)4]、Na3PO4;
(5)由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al含量w%小,为最优反应条件;
(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O,化学方程式为:
Al2O3+2NH4H2PO4
2AlPO4+2NH3↑+3H2O.
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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是____________。
(3)生成滤渣C的离子方程式为___________________________________________。
(4)取100mL滤液B,加入200mL1.0
的盐酸时,沉淀量达到最大且质量为11.7g。
则滤液B中
________,
_______
【答案】
(或氢氧化铁)过滤
6.0
铝土矿中加入过量稀硫酸,二氧化硅不与稀硫酸反应形成滤渣A,氧化铁、氧化铝与稀硫酸反应生成铝离子、铁离子,滤液A中有铝离子、铁离子;
滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠。
根据固体D电解生成铝,推知D为氧化铝,C为氢氧化铝。
偏铝酸钠与过量的X生成氢氧化铝,推知X为二氧化碳。
(1)铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应,则滤渣A是
(或二氧化硅);
滤液A中含有铝离子、铁离子,加入过量的氢氧化钠,则滤渣B是
(或氢氧化铁)。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后分为滤渣和滤液,故名称均是过滤。
(3)由于二氧化碳是过量的,则生成滤渣C的离子方程式为
(4)取100mL滤液B,加入200mL
的盐酸时,沉淀量达到最大且质量为11.7g,即氢氧化铝是11.7g,其物质的量是
,根据铝原子守恒可知,滤液B中
根据方程式
可知
消耗氢氧化钠0.6mol,又因为氢氧化钠还会与硫酸等反应,因此最终滤液B中
的浓度大于
10.工业上用铝土矿(主要成分为
)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)反应1结束后的操作名称为_______。
(2)滤渣的主要成分是___________________。
(3)反应2中通入的过量气体为________
a.二氧化碳b.氨气c.氮气
(4)写出B煅烧生成Al2O3的化学反应方程式:
_______________________。
【答案】过滤氧化铁a2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
铝土矿加入氢氧化钠溶液,氧化铝、二氧化硅与氢氧化钠反应,氧化铁不与氢氧化钠反应,过滤,得到滤渣氧化铁,滤液主要是偏铝酸钠和硅酸钠,向滤液中加入氧化钙,得到硅酸钙沉淀,过滤,向滤液中通入二氧化碳得到碳酸氢钙和氢氧化铝,过滤,B为氢氧化铝,再煅烧得到氧化铝。
⑴根据操作后得到滤液和滤渣说明反应1结束后的操作名称为过滤;
故答案为:
过滤。
⑵氧化铁不与氢氧化钠反应,因此滤渣的主要成分是氧化铁;
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