全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题分类汇总及答案解析.docx

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全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题分类汇总及答案解析

全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题分类汇总及答案解析

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.已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G为黄绿色;形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃);K为红棕色粉末。

其转化关系如图。

请回答:

(1)工业上制C用A不用H的原因______________________。

(2)写出C与K反应的化学方程式_________________,该反应的反应物总能量___________(填“大于”或“小于”)生成物总能量。

(3)L是目前应用最广泛的金属,用碳棒作阳极,L作阴极,接通电源(短时间)电解E水溶液的化学方程式___________________。

(4)写出E物质的电子式___________________。

(5)J与H反应的离子方程式为________________________。

(6)写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式_______________________。

【答案】氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe大于2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

【解析】

【分析】

【详解】

形成D的元素的原子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,则D为O2;K为红棕色固体粉末,K为Fe2O3;由于电解A得到C与D,则C与K生成A的反应为铝热反应,故A为Al2O3,L为Fe,C为Al;黄绿色气体G为Cl2,与C反应得到H为AlCl3;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),B中含有K元素,B在催化剂、加热条件下反应生成氧气,则B为KClO3,E为KCl,电解KCl溶液生成KOH、H2和Cl2,过量的F与氯化铝反应得到J,则I为H2,F为KOH,J为KAlO2;

(1)H为AlCl3,氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,故工业上制Al用氧化铝不用氯化铝,故答案为氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电;

(2)C与K反应的化学方程式为:

2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe,该反应为放热反应,故该反应的反应物总能量大于生成物总能量,故答案为2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe;大于;

(3)Fe是目前应用最广泛的金属,用碳棒作阳极,Fe作阴极,接通电源(短时间)电解KCl水溶液的化学方程式为:

2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑,故答案为2KCl+2H2O

2KOH+H2↑+Cl2↑;

(4)E为KCl,KCl的电子式为

,故答案为

(5)J与H反应的离子方程式为:

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓,故答案为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;

(6)G为Cl2,G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故答案为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

【点晴】

本题考查无机推断等,特殊颜色及D的原子结构、转化关系中特殊反应等是推断突破口,是对元素化合物知识及学生综合能力的考查,需对基础知识全面掌握。

推断题中常见的特征反应现象有:

(1)焰色反应:

Na(黄色)、K(紫色);

(2)使品红溶液褪色的气体:

SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色);(3)白色沉淀Fe(OH)2置于空气中最终转变为红褐色[Fe(OH)3](由白色→灰绿→红褐色);(4)在空气中变为红棕色:

NO;(5)气体燃烧火焰呈苍白色:

H2在Cl2中燃烧;在空气中点燃呈蓝色:

CO、H2、CH4;(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝:

NH3;(7)空气中出现白烟:

NH3与酸性气态物质(或挥发性酸如盐酸、硝酸)反应等。

3.A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如图(部分产物和条件已略去),请回答下列问题:

(1)若A为CO2气体,D为NaOH溶液,则B的化学式为_________。

(2)若A为AlCl3溶液,D为NaOH溶液,则C的名称为_________。

(3)若A和D均为非金属单质,D为双原子分子,则由C直接生成A的基本反应类型为_________。

(4)若常温时A为气态氢化物,B为淡黄色固体单质,则A与C反应生成B的化学方程式为_________。

(5)若A为黄绿色气体,D为常见金属,则A与C溶液反应的离子方程式为_________。

下列试剂不能鉴别B溶液与C溶液的是_________(填字母编号)。

a.NaOH溶液b.盐酸c.KSCN溶液d.酸性KMnO4溶液

【答案】NaHCO3偏铝酸钠分解反应

b

【解析】

【分析】

【详解】

(1)若A为CO2与过量的D即NaOH反应,生成碳酸氢钠;碳酸氢钠溶液与NaOH反应可得到碳酸钠溶液;碳酸钠溶液又可以与CO2反应生成碳酸氢钠;所以B的化学式为NaHCO3;

(2)若A为AlCl3,其与少量的NaOH反应生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3继续与NaOH反应生成偏铝酸钠;偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以反应生成Al(OH)3;所以C的名称为偏铝酸钠;

(3)若A,D均为非金属单质,且D为双原子分子,那么推测可能为性质较为活泼的O2或Cl2,A则可能为P,S或N2等;进而,B,C为氧化物或氯化物,C生成单质A的反应则一定为分解反应;

(4)淡黄色的固体有过氧化钠,硫单质和溴化银;根据转化关系,推测B为S单质;那么A为H2S,C为SO2,B为氧气;所以相关的方程式为:

(5)A为黄绿色气体则为Cl2,根据转化关系可知,该金属元素一定是变价元素,即Fe;那么B为FeCl3,C为FeCl2;所以A与C反应的离子方程式为:

a.NaOH与Fe2+生成白色沉淀后,沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色,而与Fe3+直接生成红褐色沉淀,a项可以;

b.盐酸与Fe2+,Fe3+均无现象,b项不可以;

c.KSCN溶液遇到Fe3+会生成血红色物质,而与Fe2+无现象,c项可以;

d.Fe2+具有还原性会使高锰酸钾溶液褪色,Fe3+不会使高锰酸钾溶液褪色,d项可以;答案选b。

4.图中A~J均为中学化学中常见的物质,它们之间有如下转化关系。

其中A、D为金属单质。

(反应过程中生成的水及其他产物已略去)

请回答以下问题:

(1)B是__________,H是_______________。

(填化学式)

(2)写出J与D反应转化为G的离子方程式_________________________________。

(3)A在常温下也可与NaOH溶液反应生成F,写出此反应的化学方程式 _______。

【答案】Fe2O3Fe(OH)22Fe3++Fe=3Fe2+2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

【解析】

【分析】

A、D为常见金属单质,B、C为金属氧化物,反应条件是高温进行,可以判断为铝热反应,可以推断A为Al,D为Fe,B为铁的氧化物,结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3,E为AlCl3,F为NaAlO2,通过转化关系判断,G为FeCl2,H为白色沉淀Fe(OH)2,I为红褐色沉淀Fe(OH)3,B为Fe2O3,J为FeCl3,依据判断结果分析解答问题。

【详解】

A、D为常见金属单质,B、C为金属氧化物,反应条件是高温进行,可以判断为铝热反应,可以推断A为Al,D为Fe,B为铁的氧化物,结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3,E为AlCl3,F为NaAlO2,通过转化关系判断,G为FeCl2,H为白色沉淀Fe(OH)2,I为红褐色沉淀Fe(OH)3,B为Fe2O3,J为FeCl3;

(1)依据分析判断可知B为:

Fe2O3;H的化学式为:

Fe(OH)2;故答案为:

Fe2O3;Fe(OH)2;

(2)反应“J+D→G”的离子方程式为铁和三氯化铁的氧化还原反应,离子方程式为:

2Fe3++Fe=3Fe2+;故答案为:

2Fe3++Fe=3Fe2+;

(3)A为Al在常温下也可与NaOH溶液反应生成F为偏铝酸钠,反应的化学方程式为:

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;故答案为:

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

5.钠、铝、铁是三种重要的金属。

请回答:

(1)钠元素的金属性比铝___(填“强”或“弱”)。

三种金属对应的氢氧化物中,具有两性的物质是__(填化学式)。

(2)将一小块金属钠投入水中,发生反应的离子方程式为__;可观察到的实验现象是__(填序号)。

A.钠沉到水底B.钠熔成小球

C.小球四处游动D.钠无变化

(3)Fe与Cl2在一定条件下反应,所得产物的化学式是__。

将该产物溶于水配成溶液,分装在两支试管中。

请回答:

①若向其中一支试管中滴加KSCN溶液,则溶液变成___色。

②向另一支试管中滴加NaOH溶液,反应的离子方程式是___。

(4)Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂,其供氧时主要反应的化学方程式为:

__。

(5)在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,观察到的现象是___。

【答案】强Al(OH)32Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑BCFeCl3红Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑先生成白色沉淀,然后白色沉淀消失

【解析】

【分析】

(1)金属钠与铝处于同周期,金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱;

(2)金属钠与水反应,生成氢氧化钠和氢气;由于钠的密度小于水的密度,因此钠浮在水面上;反应放热,因此钠熔化成光亮的小球;反应放出气体,因此钠四处游动;最终金属钠完全溶解;

(3)Fe在Cl2燃烧,生成FeCl3,将FeCl3溶于水后,溶液中存在大量的Fe3+,滴加KSCN溶液后,溶液变为血红色;滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀;

(4)Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂,可与CO2和H2O反应;

(5)在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成白色沉淀Al(OH)3,当NaOH溶液过量时,沉淀逐渐溶解,最终完全消失。

【详解】

(1)钠元素的金属性比铝强;钠、铝、铁三种金属对应的氢氧化物中具有两性的物质是Al(OH)3;

(2)钠和冷水反应,生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;由于钠的密度小于水的密度,因此钠浮在水面上;反应放热,因此钠熔化成光亮的小球;反应放出气体,因此钠四处游动;最终金属钠完全溶解,因此金属钠与水反应的实验中,可观察到的实验现象是钠熔成小球、小球四处游动,答案选BC;

(3)Fe在Cl2燃烧,生成FeCl3,将FeCl3溶于水后,溶液中存在大量的Fe3+,滴加KSCN溶液后,溶液变为血红色;滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀,离子方程式为:

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;

(4)Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂,可与CO2和H2O反应,反应方程式为:

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;

(5)在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成白色沉淀Al(OH)3,当NaOH溶液过量时,沉淀逐渐溶解,最终完全消失。

6.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。

进行如下实验:

①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;

②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L-1盐酸中,得溶液C;

③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12L(标况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;

④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。

请填空:

(1)①中引发铝热反应的实验操作是___________,产物中的单质B是________。

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是___________。

(3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________。

(4)若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c(Mg2+)为________,c(Fe2+)为________。

【答案】加少量KClO3,插上镁条并将其点燃FeFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、MgO+2HCl=MgCl2+H2OFe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑0.67mol·L-12.3mol·L-1

【解析】

【详解】

(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应,反应过程中放出大量热,但该反应需要较高的温度才能引发。

在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条,点燃Mg条后放出热量,使KClO3固体分解放出O2,进一步加剧Mg的燃烧,可在短时间内使混合物温度迅速升高,引发反应。

发生的反应为Fe2O3+2Al

Al2O3+2Fe,所以产物中单质B为Fe,故答案为:

加少量KClO3,插上镁条并将其点燃;Fe;

(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物,能和酸反应生成盐和水:

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl=MgCl2+H2O,故答案为:

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、MgO+2HCl=MgCl2+H2O;

(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应,生成Fe单质。

C溶液中有反应生成的FeCl3,还有未反应的HCl。

发生的离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。

(4)假设步骤②用去的20g固体中,MgO的物质的量为x,则Fe2O3的物质的量也为x,则40g·mol-1×x+160g·mol-1×x=20g,解得:

x=0.1mol。

根据MgO~MgCl2的关系,则溶液中MgCl2的浓度为0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L-1。

步骤④说明溶液中没有Fe3+,也就是溶质为FeCl2和MgCl2。

根据Cl-守恒的关系,可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于

=0.45mol,所以,FeCl2的浓度为

≈2.3mol·L-1,故答案为:

Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;0.67mol·L-1;

【点睛】

本题考查混合物反应的计算、物质的量浓度计算,题目难度中等,掌握氧化镁、氧化铁以及铁和三价铁离子的反应原理为解答的关键,(4)中计算亚铁离子的物质的量时,不可忽略了铁与氢离子的反应。

7.将一定质量的Mg-Al合金投入100mL一定物质的量浓度的某HCl溶液中,充分反应。

向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液,生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如下图。

回答下列问题:

(1)写出BC段反应的离子方程式为____________________________。

(2)原Mg-Al合金的质量是_____________。

(3)原HCl溶液的物质的量浓度是________________。

(4)所加NaOH溶液的物质的量浓度是____________。

(5)a=______。

【答案】Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O5.1g6mol/L5mol/L20

【解析】

【分析】

根据图像可知,oa段为过量的盐酸与NaOH反应,AB段为镁离子、铝离子与NaOH的反应,BC段为氢氧化铝与NaOH的反应。

【详解】

(1)BC段为氢氧化铝与NaOH的反应,生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;

(2)BC段减少的为氢氧化铝沉淀,质量为7.8g,物质的量为0.1mol,即n(Al)=0.1mol;则氢氧化镁的质量为5.8g,物质的量为0.1mol即n(Mg)=0.1mol;合金的质量为24×0.1+27×0.1=5.1g;

(3)根据方程Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,消耗20mL的NaOH时的物质的量为0.1mol,则c(NaOH)=0.1mol÷0.02L=5mol/L;B点时,溶液刚好为NaCl溶液,此时消耗n(NaOH)=5×0.12=0.6mol,c(HCl)=0.6÷0.1=6mol/L;

(4)由(3)得出的结论,c(NaOH)=5mol/L;

(5)n(Mg)=n(Al)=0.1mol,消耗的盐酸为0.5mol,100mL溶液中含有n(HCl)=0.6mol,则剩余n(HCl)=0.1mol,此时消耗V(NaOH)=0.1÷5=0.02L,即20mL。

【点睛】

通过BC段消耗的氢氧化钠的体积计算出NaOH的浓度,再计算盐酸的浓度。

8.用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的工业流程如图。

已知:

①草酸钴晶体难溶于水,②RH为有机物(难电离)

(1)滤渣I的主要成分是_____________(填化学式),写出两种能提高酸浸速率的措施_____________、___________。

(2)操作①用到的主要仪器有___________________。

(3)H2O2是种绿色氧化剂,写出加入H2O2后发生反应的离子方程式________________________________________。

(4)加入氧化钴的目的是______________________________。

(5)加入(NH4)2C2O4反应得到草酸钴晶体的离子方程式________________________________,过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤,检验是否洗涤干净的方法是__________________________________________。

(6)实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离子(C2O42-),测定溶液中C2O42-的浓度,KMnO4标准溶液常用硫酸酸化,若用盐酸酸化,会使测定结果___________(填“偏高”、“偏低“或“无影响”)。

【答案】SiO2增大硫酸的浓度提高反应的温度、搅拌、将固体粉碎(任选两个)分液漏斗、烧杯

调节pH

取最后一次的洗涤液少许于试管中,滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净偏高

【解析】

【分析】

用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O):

粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3及过量的硫酸,滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中加入过氧化氢和CoO,将Fe2+氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去,所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,向滤液中加入RH,Ni2+溶于有机层,操作①为分液,向水层加入(NH4)2C2O4,得到草酸钴晶体,以此来解答。

【详解】

(1)用含钴废料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,滤渣Ⅰ为SiO2;提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌、将固体粉碎均能提高酸浸速率;

(2)通过操作①得到水层和有机层,则操作①为分液,分液需要的仪器有:

分液漏斗、烧杯;

(3)H2O2氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为:

(4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH,将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀;

(5)加入(NH4)2C2O4反应的离子方程式为:

,过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤,检验是否洗涤干净的方法是:

取最后一次的洗涤液少许于试管中,滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无沉淀生成,则证明洗涤干净;

(6)若用盐酸酸化,高锰酸钾会氧化盐酸中的氯离子,消耗高锰酸钾偏多,测定结果偏高。

9.一种高效无机水处理剂——聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m。

它可通过调节AlCl3溶液的pH,促进其水解而结晶析出。

其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。

聚合氯化铝生产的工艺流程如下:

(1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为_______________________________________。

(2)

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