备战高考化学铝及其化合物推断题综合经典题.docx
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备战高考化学铝及其化合物推断题综合经典题
备战高考化学铝及其化合物推断题综合经典题
一、铝及其化合物
1.将铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________(填化学式)。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中的阴离子除OH-外还有________(填离子符号,下同),溶液D中存在的金属离子为________。
(5)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为___________;加入稀盐酸发生反应的离子方程式为_________。
(6)向溶液D中加入NaOH溶液,观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,请写出沉淀转化的化学方程式:
___________。
【答案】过滤H2还原剂AlO2-Fe2+2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应,而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2,NaAlO2易溶于水,所以气体A是H2,溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液,固体C是Fe,Fe是比较活泼的金属,与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气,因此溶液D为FeCl2,据此分析解答。
【详解】
(1)操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法,名称是过滤,故答案为:
过滤;
(2)根据上述分析可知,金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应,而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2,NaAlO2易溶于水,所以气体A是H2,故答案为:
H2;
(3)A是H2,H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸,反应生成HCl,在该反应中,氢元素的化合价升高,失去电子,被氧化,所以H2作还原剂,故答案为:
还原剂;
(4)溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液,所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-,铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2,溶液D中含有的金属离子为Fe2+,故答案为:
AlO2-;Fe2+;
(5)加入足量NaOH溶液时,Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,加入稀盐酸,Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁,发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(6)溶液D为FeCl2,向溶液D加入NaOH溶液,观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,其中沉淀转化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。
注意知识的积累是解题的关键,HCl的氧化性比较弱,只能把Fe氧化为Fe2+,Cl2、H2O2具有强氧化性,可以把Fe氧化为Fe3+;Al既可以与酸反应产生氢气,也可以与强碱溶液反应反应氢气,等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。
2.阅读下面信息,推断元素,按要求回答问题:
信息
问题
①短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,最外层电子数均不少于最内层电子数,且四种元素组成的单质常温下均为固体。
(1)X一定不是______
A氢 B碳
C氧 D硫
②一定条件下,上述四种元素的单质均能与足量的氧气反应,生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸,三种能溶于浓NaOH溶液,氧化物的相对分子质量都大于26
(2)这四种元素中有铝元素吗?
________
③向上述四种元素的单质的混合物中,加入足量的盐酸,固体部分溶解,过滤,向滤液中加入过量的烧碱溶液,最终溶液中有白色沉淀
(3)白色沉淀的化学式为_____
④向上述四种元素的单质的混合物中,加入足量的烧碱溶液,固体部分溶解,过滤,向滤液中加入过量的盐酸,最终溶液中有白色沉淀
(4)生成白色沉淀的离子方程式为_____
⑤X与W同主族
(5)X的单质与W的最高价氧化物反应的化学方程式为______
【答案】ACD一定含有铝元素Mg(OH)2SiO32-+2H+=H2SiO3↓2C+SiO2
Si+2CO↑
【解析】
【分析】
(1)H2和O2常温下为气体,而C、S常温下为固体;
(2)Al具有②中元素的性质,四种元素可能有1种是铝元素;
(3)白色沉淀应为碱,短周期元素中只有Mg(OH)2符合;
(4)滤液中加入过量的盐酸溶液,得到的应是难溶于水的弱酸,可为H2SiO3或H4SiO4;
(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si,只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件。
【详解】
(1)A.X若为氢时,其最外层电子数为1,无内层电子,且H2常温下为气体,不合理,故A错误;
B.X若为C时,满足最外层电子数均不少于最内层电子数,且C常温下为固体,合理,故B正确;
C.X若为氧时,满足最外层电子数均不少于最内层电子数,但O2或O3常温下为气体,不合理,故C错误;
D.X若为硫,其原子序数是16,原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素,不合理,故D错误;
故答案为:
ACD;
(2)Al能与氧气反应,且Al2O3能溶于稀硫酸,也能溶于NaOH溶液,且氧化铝的式量是102,均满足信息②,则四种元素一定有1种是铝元素;
(3)对所有短周期元素进行试探,唯有镁元素符合性质,可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2;
(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4),生成该白色沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓);
(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si,只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件,则C与SiO2在高温下反应的化学方程式为2C+SiO2
Si+2CO↑。
3.实验室有NaHSO4、Ba(OH)2、NH3·H2O、NaHCO3、KAl(SO4)2五种无色溶液,现欲通过它们之间的相互反应的现象对其进行鉴别。
部分物质间的反应现象如表。
A
B
C
D
E
A
↓
B
↑
↓
C
↑
↑↓
↓
D
↓
↑↓
↓
E
↓
↓
↓
表中“↑”表示生成气体物质,“↓”表示生成沉淀。
根据以上信息,回答以下问题。
(1)B,E的化学式分别为________、________。
(2)写出A的电离方程式:
_____________。
(3)向含有0.1mol溶质的D溶液中滴加E溶液,所生成沉淀的物质的量之和最多为________mol。
【答案】NaHSO4Ba(OH)2NH3·H2O⇌NH4++OH-0.25
【解析】
【分析】
NaHSO4、Ba(OH)2、NH3·H2O、NaHCO3、KAl(SO4)2五种无色溶液中,相互反应能同时生成沉淀和气体的只有NaHCO3与KAl(SO4)2的反应,只生成气体的反应只有NaHCO3和NaHSO4反应,故B为NaHSO4,C为NaHCO3,D为KAl(SO4)2,与NaHSO4、NaHCO3、KAl(SO4)2都能生成沉淀的物质为Ba(OH)2,故E为Ba(OH)2,A为NH3·H2O,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知,B为NaHSO4,E为Ba(OH)2,故答案为:
NaHSO4;Ba(OH)2;
(2)A为NH3·H2O,是弱电解质,电离生成NH4+和OH-,电离方程式NH3·H2O
NH4++OH-,故答案为:
NH3·H2O
NH4++OH-;
(3)向含有0.1mol溶质的D溶液中滴加E溶液,Al3+刚好完全沉淀时反应的离子反应方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,此时沉淀Al(OH)3和BaSO4的物质的量之和为0.25mol,SO42-刚好完全沉淀时反应的离子反应方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-===AlO2-+2BaSO4↓+2H2O,此时沉淀BaSO4的物质的量为0.2mol,则生成沉淀的物质的量n:
0.2mol≤n≤0.25mol,所所以生成的沉淀的物质的量之和最多为0.25mol,故答案为:
0.25。
4.A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素,原子序数依次增大。
A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中A的单质在常温下为气体。
C与B、H在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为17。
D与F同周期。
G的单质常用作半导体材料。
请回答:
(1)C和H分别与A形成的简单化合物沸点较高的是________(填化学式),理由是_____________。
(2)C、E形成的简单离子半径大小:
r(C)______r(E)(填>、<或=)
(3)请写出F最高价氧化物对应的水化物在水溶液中的电离方程式______________。
(4)B与G形成的化合物常用于做耐高温材料,工业可用碳热还原法制取:
将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应,请写出化学反应方程式_____________。
【答案】H2OH2O分子间存在氢键>H++AlO2-+H2O
Al(OH)3
Al3++3OH-3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素,原子序数依次增大。
A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数,其中A的单质在常温下为气体,则A为H;G的单质常用作半导体材料,G为Si,结合原子序数可知F为Al;C与B、H在元素周期表中处于相邻位置,这三种元素原子的最外层电子数之和为17,17÷3=5…2,B为N、C为O、H为S,D与F同周期,位于第三周期,D为Na、E为Mg,以此来解答。
【详解】
由上述分析可知,A为H、B为N、C为O、D为Na、E为Mg、F为Al、G为Si、H为S。
(1)C和H分别与A形成的简单化合物分别是H2O、H2S,其中沸点较高的是H2O,原因是H2O分子间存在氢键,增加了分子之间的吸引力;
(2)O2-、Mg2+核外电子排布相同。
具有相同电子排布的离子中,原子序数大的离子半径小,则C、E形成的简单离子半径大小:
r(C)>r(E);
(3)F最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物,在水溶液中存在酸式电离和碱式电离,电离方程式为H++AlO2-+H2O
Al(OH)3
Al3++3OH-;
(4)将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应,其化学反应方程式为3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO。
【点睛】
本题考查元素及化合物的推断及物质性质的方程式表示。
把握原子结构、元素的位置、质子数关系来推断元素为解答的关键,注意元素化合物知识的应用,题目侧重考查学生的分析与应用能力。
5.含有A+、B3+、C3+三种金属阳离子的水溶液发生了如下一系列变化后逐一沉淀出来,其中B3+转入白色沉淀:
请通过分析回答(用化学符号填写):
(1)A+是__,B3+是__,C3+是__;
(2)X是__,Y是__,Z是__;
(3)写出下列离子方程式:
①生成Y沉淀:
__;②B3+与过量氨水反应:
__;
(4)写出下列化学方程式:
单质铝和Y分解后的固体产物反应:
__.
【答案】Ag+Al3+
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