备战高考化学铝及其化合物推断题综合题及详细答案

1、备战高考化学铝及其化合物推断题综合题及详细答案一、铝及其化合物1 .某化工厂以铬铁矿 (主要成分为 feo 和 cr2o3，含有 al2o3、 sio2 等杂质 )为主要原料生产化工原料红矾钠 (主要成分 na2cr2 o72h2 o)，工艺流程如图：i.常温， nabio3 不溶于水，有强氧化性，碱性条件下，能将cr3+转化为 cro4 2-。ii.常温时，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀时的ph 值（1）步骤提高酸溶速率的措施_(任填一条即可 )。固体 a 的成分是 _。（2）步骤需加氢氧化钠溶液调节ph，调节 ph 范围为 _，目的是 _。（ 3）写出反应的离子方程式 _。（ 4）将溶液

2、h 经过 _即得红矾钠粗晶体。.经该工厂的工业废水中含-3-12-，其毒性较大。该化工厂的科研人员1.00 10mol l的 cr2o7为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料cr0.5 1.54+3、 +2），又fefeo （ fe 的化合价依次为设计了如下工艺流程：（5）第步反应的离子方程式是 _。（6）常温时，如忽略步骤所加feso47h2o 所引起的溶液体积变化，依据上表数据，则步骤加入 naoh 溶液调节溶液的ph 至 9 时，溶液中 cr3+的浓度为 _mol/l（101/2 3.）2。（7）欲使 1l 该废水中的 cr2 72-完全转化为 cr0.51.5442ofefeo 。理论上

3、需要加入feso7ho 的质量为 _g(已知 feso47h2o 的摩尔质量为 278g/mol) 。【答案】加热 / 搅拌 / 粉碎 / 适当提高稀硫酸的浓度(任写一条 ) sio24.9 ph 5.5使fe3+、 al3+均完全转化为fe(oh)3 和 al(oh)3 沉淀而除去3nabio3 + 2cr3+ +7oh + h2o =2 72-3+蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥2 72-2+2cr o+ 3bi(oh) +3nacr o+ 6fe +14h =3+3+26.4-142cr + 6fe +7h o 102.78【解析】【分析】铬铁矿中的feo、cr2o3 和 al2 o3

4、均能溶于硫酸，sio2 不溶，过滤，向滤液中加入双氧水，氧化亚铁离子，步骤的目的是使fe3+、 al3+沉淀，过滤，向滤液中加入nabio3、 naoh，能将 cr3+转化为 cr2o72- ，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥得到na2cr2o72h2 o。【详解】加热、搅拌、粉碎、适当提高稀硫酸的浓度均可加快化学反应速率，任答一种即可。按照元素化合物知识，铬铁矿中的feo、 cr2o3 和 al2o3 均能溶于硫酸，sio2 不溶，故第步得到的固体 a 为 sio2；故答案为：加热/ 搅拌 / 粉碎 / 适当提高稀硫酸的浓度(任写一条 )；sio 。2步骤的目的是使fe3+、 a

5、l3+均完全转化为fe(oh)3 和 al(oh)3沉淀而除去，但不能使 cr3+沉淀，故需要调节的ph 范围为 4.9ph 5.5，故答案为： 4.9 ph5.5；使 fe3+、 al3+均完全转化为 fe(oh)3 和 al(oh)3沉淀而除去。常温下， nabio3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将3+转化为 cr2 72- ，则反cro应的离子方程式为3nabio33+22 72-3+；故答案为：+ 2cr +7oh + h o = 2cr o+ 3bi(oh) +3na3+2-+ 3bi(oh)+3nabio + 2cr +7oh + h o = 2cr o +3na。322

6、73溶液 h 得红矾钠粗晶体需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥；故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥。cr2-有强氧化性， feso2+有一定的还原性，在酸性条件下将fe2+氧化为2 o747h2o 中 fefe3+，自身被还原为cr3+，根据元素守恒及所处环境可知，还有水生成，反应离子方程式为2-2+3+3+2-2+3+cr2o7+ 6fe +14h= 2cr + 6fe +7h2o；故答案为： cr2o7+ 6fe +14h = 2cr +6fe3+7h2o。常温时，如忽略步骤 所加 feso47h2o 所引起的溶液体积变化，依据上表数据得到cr3+开始沉淀时 ph =5.5，即

7、 c(oh)k w110 141 10 8.5 moll 1 ，则c(h) 110 5.5ksp croh 3c(cr 3 ) c3 (oh )0.0012 (1 10 8.5 ) 36.410 29，步骤 加入naoh 溶液调节溶液的k w110ph 至 9 时， c(oh )110c(h )1491 10 5 mol l 1 ，则溶液中 cr3+的浓度为kspcroh 3c(cr 3) c3 (oh ) c(cr 3)(110 5 )36.410 29 ，c(cr3)6.4 1014moll1；故答案为； 6.4-14-1。 10 mol l欲使 1l 该废水中 n(cr272-3cr 原

8、子、 fe原子守恒，可得2 72- o)=1 10 mol ，根据cr o4crfefeo 10feso 7h o，因此理论上 n(feso 7h o)=10n(cr o2-)=10-3 1 10mol0.51.54424227=0.01mol ，所以质量 m(feso4 7h2o) = 0.01mol-12.78g。 278 g?mol=2.78g；故答案为2(某混合物甲中含有明矾 kal(so4)212h2o、al2o3 和 fe2o3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化：请回答下列问题：（ 1）写出 a、 b 的化学式： a_， b_。（ 2）试剂 a 最好 选用下列试剂中的

9、（ _ ）a naoh 溶液b 稀盐酸c二氧化碳d 氨水写出相应的离子方程式_。（3）写出反应（生成溶液c 和沉淀）的离子方程式_。（4）固体 d 可以作为复合性的化学肥料，d 中所含物质的化学式为_。【答案】 fe2o3al2o3 dal3+3nh3h2o al(oh)3 +3nh4+ alo2-+co2+2h2oal( oh) 3 +hco3-k2so4 和 (nh4)2so4【解析】【分析】kal(so )溶于水， alo 和 fe o均不溶于水，混合物甲加水溶解后，溶液中是kal(so ) ，4 223234 2沉淀是 al2 32 32 323可与 naoh 溶液反应o 和 fe o

10、；向沉淀中加 naoh 溶液， fe o不反应， al o生成 naalo22 3223沉淀和碳酸氢钠， a fe o，为向 naalo 溶液中通入过量 co 可得 al(oh)al(oh)3 受热分解生成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，溶液中剩余的是k2 44 24so 和 (nh ) so ，经过蒸发、结晶，得到的是k2so4 和(nh4 )2so4 ，以此来解答。【详解】（1）由上述分析可知，a 为 fe2o3， b 为 al2o3，故答案为： fe2 o3； al2o3；（ 2）依据流程分析，向溶液中加入的试剂a 应沉淀铝离

11、子，应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，反应方程式为al3+3nh3h2oal(oh)3 +3nh4+，a. naoh 溶液若加入过量会使氢氧化铝沉淀溶解，故a 错误；b. 加稀盐酸不能得到氢氧化铝沉淀，故b 错误；c. 通入二氧化碳不能得到氢氧化铝沉淀，故c 错误；d. 加入氨水可生成氢氧化铝沉淀，且过量氨水不与氢氧化铝反应，故d 正确；故答案为： d； al3+3nh3h2oal(oh)3 +3nh4+；（3）反应中二氧化碳过量，反应生成沉淀和碳酸氢钠，向naalo2溶液中通入过量2co可得 al(oh)3沉淀和碳酸氢钠，其离子方程式为2-2233

12、- ，alo+co +2h o al(oh) +hco故答案为： alo2-2233-；+co +2h o al(oh) +hco（4）向溶液中加入的试剂a 应沉淀铝离子，应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，溶液中剩余的是k2so4 和(nh4)2so4，经过蒸发、结晶，得到的是k2so4 和 (nh4)2so4；固体 d 可以作为复合性的化学肥料，d 中所含物质的化学式为 k2so4和 (nh4)2so4；故答案为： k2so4 和 (nh4)2so4。3 甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：甲h2so4乙nh 3h2o丙甲（1）若甲和丙都是不溶于

13、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“乙nh 3h 2o丙 ”转化的离子方程式_ 。（2）若乙溶液中加入kscn 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】 al 2o 3 al 33nh 3h 2o=al(oh) 33nh 4fe3fe2o3【解析】【详解】（1）甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，按信息知甲为al 2o 3 、乙是硫酸铝，丙为al(oh) 3 ，则乙与氨水反应的离子方程式为：al 33nh 3 h 2o al(oh) 33nh 4 ；（ 2）若乙溶液中加入 kscn 溶液，有血红色出现，则乙为硫酸铁，其溶

14、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。【点睛】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al 33oh -al(oh) 3。4 有关物质的转化关系如下图所示。a、c、e 是常见的金属单质，e 为紫红色，反应可用于焊接铁轨， b 是赤铁矿的主要成分， f 的溶液中加入 kscn溶液变红。（部分反应物和生成物省略）请回答下列问题：（ 1） d 的化学式是 _。（ 2）可选用 _（填 “字母 ”）实现反应 cf的转化。a稀盐酸b氯气 / 点燃c cuso4 溶液（3）反应的化学方程式为_。（ 4）反应的离子方程式为 _。【答案】 al2 32

15、32 33+ cu2+2+ob 2al+fe o2fe + al ocu+2fe+2fe【解析】【分析】a 、 c、 e 是常见的金属单质，反应可用于焊接铁轨，b 是赤铁矿的主要成分，则a 为al 、 b 为fe2o3， c 为fe， d 为al 2o3 ，e 是紫红色的金属单质，则e 为cu， f 的溶液中加入kscn溶液变红，f 为铁盐，可以由fe与氯气反应得到，反应为cu+2fe3+=cu 2+2fe2+ 。【详解】(1) 根据分析， d 的化学式是： al 2o3；(2) 反应 cf 是 fe 转化为 fe3+， fe 与盐酸、 cuso4 溶液生成 fe2+ ， fe与氯气反应生成f

16、ecl3，故答案选 b；(3) 反应的化学方程式为：2al+fe2o32fe + al2o3；(4) 反应的离子方程式为：cu+2fe3+=cu 2+2fe2+。5 简要回答下列问题（1）医疗上，常用胃舒平主要成分al(oh)3来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是_（用离子方程式表示）。（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是_（用化学方程式表示）。（3）工业制备漂白粉原理是_（用化学方程式表示）。（4）人们常用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是_。（5）硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，向其中通入过量的co2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是 _。【答案】

17、3h+al(oh)33+3h2o23 2naalo22 alalo +2naoh+h o；2al+2naoh+2h 2o=2naa1o 2+3h 22cl 2+2ca(oh) 2=cacl 2+ca(clo) 2+2h 2osio2+4hf=sif 4 +2h 2o na 2sio3+2co2+2h 2o=h 2sio 3 +2nahco3 【解析】【分析】玻璃的主要成分之一为二氧化硅，它是酸性氧化物，不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应，但能与氢氟酸发生反应。不过，二氧化硅与氢氟酸反应，表现的不是酸性氧化物的性质，是氢氟酸特有的性质。【详解】(1)胃舒平中的al(oh)3 与胃酸中的盐酸反应，生

18、成氯化铝和水，其理由是3h+al(oh)3al3+3h2o；答案为：3h+al(oh)3 al3+3h2o；(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的al2o3 与naoh 反应后，里面的 al 与naoh 溶液继续反应，化学方程式为al2o3+2naoh 2naalo2+h2o；2al+2naoh+2h2o=2naa1o2+3h2；答案为： al2o3+2naoh 2naalo2+h2o；2al+2naoh+2h2o=2naa1o2+3h2 ；(3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉，反应的化学方程式为2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o；答案为

19、： 2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o；(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的sio2 发生复分解反应，反应的化学方程式为sio2+4hf=sif +2h2o；答案为： sio2+4hf=sif +2h2o；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的co2，会出现软而透明的硅酸凝胶和nahco3，反应的化学方程式为 na2 sio3+2co2+2h2o=h2sio3 +2nahco3；答案为： na2 sio3+2co2+2h2o=h2sio3 +2nahco3 。【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的co2”，若不注意审题，我们很容易写成na2sio 3+co 2+h2

20、 o=h 2sio 3 +na2co3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。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：已知： naalo2 + co2 + 2h2o = al（ oh） 3 + nahco3回答下列问题：（ 1）固体的成分是 _ 。溶液的溶质是 _。（2）加入过量naoh 溶液时，发生反应的离子方程式是_。（3）白色固体与naoh 溶液反应的离子方程式是 _。【答案】 fe 和 fe2o3nahco3 al2o3 +

21、 2oh-= 2alo2- + h2o al（ oh） 3 + oh-= alo2- + 2h2o【解析】【分析】固体混合物加过量naoh 溶液得到溶液为naalo 2 和 naoh 的混合溶液，固体为fe 和fe o ，溶液通过过量co 得到溶液为nahco 溶液，固体为al（ oh）沉淀，以此23233答题。【详解】固体混合物加过量naoh 溶液得到溶液为naalo 2 和 naoh 的混合溶液，固体为fe 和fe2 o3，溶液通过过量co2 得到溶液为nahco3 溶液，固体为al（ oh） 3 沉淀， al（oh）3 受热分解得到 al2o3。（1）固体的成分是fe 和 fe2o3；溶

22、液的溶质 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al 2o3 + 2oh - = 2alo 2- + h 2o ，故答案为： al 2o3+ 2oh - = 2alo 2- + h 2 o ；（3）白色固体为al（ oh） 3 与 naoh 溶液反应的离子方程式是-+ 2h2o 。al （ oh）+ oh= alo 2 + 2h 2 o ，故答案为： al（ oh ）+ oh = alo 2337 以铬铁矿 ( 主要成分为feo和 cr2o3，含有 al 2o3、 sio2 等杂质 ) 为主要原料生产化工原料红矾钠

23、 ( 主要成分na2cr2o72h2o)，其主要工艺流程如下：查阅资料得知 :常温下， nabio3 不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将cr3+转化为 cro42。金属离子fe3+al 3+cr 3+fe2+bi 3+开始沉淀的 ph2.73.45.07.50.7沉淀完全的 ph3.74.95.99.74.5回答下列问题：（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是_ 。（ 2）步骤加的试剂为 _ ，此时溶液 ph 要调到 5 的目的 _ 。（3）写出反应的离子反应方程式_ 。（4）中酸化是使22，写出该反应的离子方程式_。42 7cro 转化为 cr o（5）将溶液 h 经过蒸发浓缩，冷却结晶，

24、过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是_ ( 填操作名称 ) 。【答案】增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率氢氧化钠溶液或3+3+3+naoh溶液 使 fe 、 al 均完全转化为 fe(oh)3 和 al(oh) 3 沉淀而除去3nabio3+2cr +7oh+h2 o=3bi(oh)3+2cro42+3na+42 +2h+cr2o72 +h2o 重结晶cro【解析】【分析】铬铁矿加入过量的硫酸，反应生成硫酸亚铁和硫酸铬、硫酸铝，二氧化硅不溶于硫酸，所以固体a 为二氧化硅，溶液b 中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化成铁离子，加入碱调节ph使铁离子

25、和铝离子沉淀，根据表格数据分析，控制ph 到5，固体d 为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液e 中加入铋酸钠和少量氢氧化钠溶液，反应生成na2cro4，酸化将其变成重铬酸钠，最后重结晶得到红矾钠，据此解答。【详解】(1) 为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前先将矿石粉碎，故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率；(2) 根据表格数据分析，步骤加的试剂为氢氧化钠溶液或naoh 溶液；此时溶液ph 要调到 5 的目的使 fe3+、 al 3+均完全转化为 fe(oh) 3 和 al(oh) 3 沉淀而除去，而铬离子不沉淀；故答案为： naoh 溶液；使

26、 fe3+、 al 3+均完全转化为 fe(oh) 3 和 al(oh) 3 沉淀而除去；(3) 反应中铋酸钠将硫酸铬氧化生成铬酸钠同时生成氢氧化铋，离子反应方程式为3nabio 3+2cr 3+7oh -+h2o=3bi(oh) 3+2cro 42- +3na+ ，故答案为： 3nabio 3+2cr 3+7oh - +h2o=3bi(oh) 3+2cro 42- +3na+ ；(4) 中酸化是使 cro 42转化为 cr2o72 ，离子方程式 2cro 42+2h +cr2o72 +h2o，故答案为： 2cro2+2h+24cr2o7 +h 2o；(5) 将溶液 h 经过蒸发浓缩，冷却结晶

27、，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，此操作为重结晶，故答案为：重结晶。【点睛】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键。8 金属 co、 ni 性质相似 ,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛.现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为coo、 co2 32 3o 、 ni、少量杂质al o )提取钴、镍的工艺如下 :(1)酸浸时 so2 的作用是 _ 。(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应_ 。(3)用 coco3 为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得h2 o2 分解

28、的高效催化剂coxni(x)fe2o4(其中 co、 ni 均为 2 价 ).如图是用两种不同方法制得的coxni( x)fe2o4 在 10时催化分解 6的 h2o2 溶液的相对初始速率随x 变化曲线 .h2o2 的电子式 _ 。由图中信息可知:_ 法制取的催化剂活性更高。co2 、 ni2 两种离子中催化效果更好的是_ 。(4)已知煅烧 coco3 时,温度不同 ,产物不同 .在 400充分煅烧 coco3,得到固体氧化物的质量2.41g,co 的体积为0.672l(标况下 ),则此时所得固体氧化物的化学式为_。2【答案】还原剂或将co3+还原为 co2+3+32-+3h2322al+3c

29、oo=2al(oh) +3co微波水热2+34coco o【解析】【分析】第一步酸浸，将氧化物全部变为离子，加入的so2 具有还原性，可将co3+ 还原为 co2+ ，第二步加入的碳酸钠， al 3+和 co32- 可以发生双水解反应，将铝变为沉淀除去，接下来用萃取剂除去镍，此时溶液中只剩下co2+ ，再加入 co32- 将 co2+转变为 coco 3 沉淀即可，本题得解。【详解】（ 1）根据分析， so2 作还原剂；（ 2）根据分析， al 3+ 和 co23- 发生双水解反应2al 3+ 3co 23- +3h 2 o=2al(oh) 3+3co 2；（3）画出过氧化氢的电子式即可；根据

30、题图可以看出微波水热法具有更高的反应速率；当 x 增大，催化剂中的 co 2+ 比例增大， ni 2+ 比例减小，而 x 增大时过氧化氢的分解速率也在增大，说明 co2+ 的催化效果更好；（4）首先根据n= v = 0.672 =0.03mol 算出 co2 的物质的量，根据碳原子守恒可知碳酸 vm 22.4钴的物质的量也为0.03mol ，再根据钴原子守恒，2.41g 固体中有0.03mol 钴原子，剩下的全为氧原子，解得氧原子的物质的量为0.04mol ，因此所得固体氧化物的化学式为co3o 4 。9 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

31、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：回答下列问题：（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 v3 o93-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

32、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?3vo3(oh)2- 3h+900naal(oh)4 、 na3 po4ph=12、温度为 80、时间为 1h al2o32nh4 h2po42alpo42nh3 3h2o【解析】【分析】磷硅渣的主要成分为ca3(po4)2、 al2o3 、sio2 和 v2 o5 等，加浓硫酸分离出滤渣为sio2、caso，酸浸液中加cao 可调节 ph 且除去过量硫酸根离子，滤渣1 为 caso，滤液中钒元44素以 v3 93- 形式存在，加 naoh 分离出 na2 3(oh)，再加 naoh 时粗磷酸铝溶解生成可溶ovo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， v3o