备战高考化学知识点过关培优 易错 难题训练铝及其化合物推断题及答案.docx

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备战高考化学知识点过关培优易错难题训练铝及其化合物推断题及答案

2020-2021备战高考化学知识点过关培优易错难题训练∶铝及其化合物推断题及答案

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．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。

3．短周期主族元素A、B、C、D、E、G的原子序数依次增大，在元素周期表中A的原子半径最小（稀有气体元素除外），B与C相邻且C的最外层电子数是次外层的3倍，C、D的最外层电子数之和与G的最外层电子数相等，E是地壳中含量最多的金属元素。

回答下列问题：

（1）C在元素周期表中的位置是__________；由C和D组成既含离子键又含共价键的化合物的电子式__________。

（2）分别由C、D、E、G元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序为__________（用相应的离子符号表示）。

（3）写出实验室中制备G元素的单质的离子方程式______________________________

（4）E单质能写D的最高价氧化物的水化物浓溶液反应放出氢气，反应的离子方程式是：

__________由上述六种元素中的三种组成的某种盐，是漂白液的主要成分，将该盐溶液滴入硫酸酸化的KI淀粉溶液中，溶液变为蓝色，则反应的化学方程式为________________________________________.

【答案】第二周期第ⅥA族

ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+2H2O

【解析】

【分析】

短周期主族元素A、B、C、D、E、G原子序数依次增大，A是元素周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素；C的最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；B与C相邻，且B的原子序数较小，故B为N元素；E是地壳中含量最多的金属元素，则E为Al；C（氧）、D的最外层电子数之和与G的最外层电子数相等，则D原子最外层电子数为1、G原子最外层电子数为7，结合原子序数可知D为Na、G为Cl。

【详解】

（1）C为氧元素，在元素周期表中的位置是二周期第VIA族；C和D组成既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2，电子式为

；

（2）C、D、E、G分别为O、Na、Al、Cl，电子层数越多离子半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，则简单离子由大到小的顺序为

；

（3）实验室利用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气，离子方程式为：

；

（4）Al单质可以和NaOH溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，离子方程式为

；漂白液的主要成分为NaClO，具有强氧化性，根据现象可知将碘离子氧化成碘单质，根据电子守恒和元素守恒可知方程式为ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+2H2O。

4．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Ⅰ中的溶质为_________（填化学式，下同），溶液Ⅱ中的溶质为__________。

（2）上述第③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、HClNa[Al（OH）4]、NaCl、NaOH[Al（OH）4]－＋CO2=Al（OH）3↓＋HCO3—

【解析】

【分析】

由测定该合金中铝的含量流程可知，①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，②加足量的NaOH，过滤得到的沉淀为Mg（OH）2，溶液中主要含Na[Al（OH）4]、与过量盐酸反应生成的氯化钠和过量的氢氧化钠，③通足量的二氧化碳，反应生成Al（OH）3，④灼烧氢氧化铝分解得到Al2O3。

【详解】

（1）根据分析可知溶液Ⅰ中的溶质为AlCl3、MgCl2、HCl；溶液Ⅱ中的溶质为Na[Al（OH）4]、NaCl、NaOH，故答案为：

AlCl3、MgCl2、HCl；Na[Al（OH）4]、NaCl、NaOH；

（2）第③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）4]－＋CO2=Al（OH）3↓＋HCO3—；

（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。

5．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_________________________________。

【答案】

强还原性Na＞Al＞Fe2Na+2H2O=2NaOH+H2↑bc2Al+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