高考化学 铝及其化合物推断题 培优练习含答案及答案1.docx
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高考化学铝及其化合物推断题培优练习含答案及答案1
高考化学铝及其化合物推断题培优练习(含答案)及答案
(1)
一、铝及其化合物
1.由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。
工艺流程如下:
(注:
NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
(1)工业上电解法获得金属铝的过程中,须在氧化铝中加入______,其目的是____。
(2)精炼前,需清除坩埚内的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,铝与氧化铁反应的化学方程式为:
__________。
(3)将Cl2连续通入粗铝熔体中,杂质随气泡上浮除去。
气泡的成分有____;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中的物质有________。
(4)在用废碱液处理A时,写出主要反应的离子方程式______。
(5)镀铝电解池中,以钢材镀件和铝为电极,熔融盐做电解液。
则金属铝为________极。
电镀选择在170℃下进行的原因是_________。
采用的加热方式最好是_________。
(填字母选项)
A水浴b油浴c直接强热快速升温至170℃
(6)钢材表面镀铝之后,能有效防止钢材腐蚀,其原因是_______。
【答案】冰晶石或Na3AlF6降低氧化铝熔融所需的温度2Al+Fe2O3
2Al2O3+2FeCl2、HCl和AlCl3NaClCl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OH++OH-=H2O阳极,防止氯化铝升华损失b铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜,保护了内层金属
【解析】
【分析】
(1)根据氧化铝的熔点高,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;
(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.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示
图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出
。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:
B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】AlHCl杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(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。
3.A-J分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置_________
(2)写出检验D溶液中阳离子的方法____。
(3)写出反应④的离子方程式________。
(4)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH_____7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:
______;
(5)若向气体K的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:
1,则所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的关系是______。
【答案】第四周期Ⅷ族取少量D溶液,加KSCN溶液,出现红色2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑<NH4++H2O
NH3·H2O+OH-c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)
【解析】
【分析】
G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱、D和气体K反应生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,结合对应单质、化合物的性质解答该题。
【详解】
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中都含有铁元素,在周期表中位于周期表第四周期Ⅷ族,
(2)溶液D为氯化铁溶液,检验三价铁离子的存在,取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+;
(3)反应④是金属铝和氢氧化钠溶液的反应,Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
;
(4)气体K的水溶液为一水合氨溶液,加入盐酸,使其恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵在水溶液中水解显酸性,所以pH<7;反应的离子方程式为:
;
(5)若向气体NH3的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:
1,假设条件均为1L,发生反应:
,n(NH3•H2O)=0.1mol,n(H+)=0.1mol,所以一水合氨和硫酸反应生成硫酸铵溶液,铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为:
c(
)>c(
)>c(H+)>c(OH-)。
【点睛】
比较时溶液中粒子浓度紧扣两个微弱:
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力,如在稀醋酸溶液中:
CH3COOH
CH3COO-+H+,H2O
OH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:
c(CH3COOH)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-);
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度,如稀的CH3COONa溶液中:
CH3COONa=CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-,H2O
H++OH-,所以CH3COONa溶液中:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+)。
4.A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大,A、B、F三者原子序数之和为25,且知B、F同主族,1.8gE与足量的盐酸反应生成ECl3和2.24L氢气(标准状况下),D+和E的离子具有相同的电子层结构,工业上用电解元素B和E能形成离子化合物的方法冶炼E单质,试判断:
(1)六种元素中非金属性最强的是___(填代号),该元素位于周期表中第___周期第___族;由A、B、D三种元素形成化合物的电子式_________
(2)下列能够说明B、F非金属性强弱的方法有_________
a.最高价氧化物对应水化物酸性b.气态氢化物的热稳定性
c.气态氢化物的沸点B比F高d.向F的气态氢化物溶液中通入B单质,有浑浊
(3)写出下列反应的化学方程式
①E与足量的盐酸反应的化学方程式________________________________
②工业上用电解法冶炼E单质_______________________________
(4)写出足量D的高价氧化物对应水化物与ECl3相互反应的离子方程式____
【答案】C二ⅦA
bd2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,原子序数依次增大,1.8gE与足量盐酸反应生成ECl3和2.24L氢气(标况),故E为+3价元素,设E的相对原子质量为M,则
,解M=27,故E为ⅢA族元素,依据计算得知E为铝,工业上用电解氧化铝方法冶炼铝单质,所以B为氧元素,B、F同主族,则F是硫,A、B、F三者原子序数之和为25,则A是氢,且D+离子和Al离子具有相同的电子结构,故D能形成+1价阳离子,故D为钠,C的原子序数大于氧小于钠,且为主族元素,故C为氟,据此答题。
【详解】
(1)根据元素周期律,同周期元素从前向后,非金属性逐渐增强,同主族元素从上向下,非金属性逐渐减弱,所以六种元素中非金属性最强的是C,C为氟,位于周期表中第二周期第ⅤⅡA族,由A、B、D三种元素形成化合物为氢氧化钠,它的电子式是
,故答案为:
C;二;ⅤⅡA;
;
(2)a.氧元素没有最高价氧化物对应水化物,故a错误;
b.根据元素周期律,气态氢化物的热稳定性越稳定,元素的非金属性越强,故b正确;
c.气态氢化物的沸点与分子间作
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