高考化学 铝及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案解析
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高考化学铝及其化合物推断题培优易错试卷练习(含答案)含答案一、铝及其化合物1.Ⅰ.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Na2Cr2O7·2H2O),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CrO42-。
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①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③需加氢氧化钠溶液调节pH,调节pH范围为__,目的是__。
(3)写出④反应的离子方程式__。
(4)将溶液H经过__即得红矾钠粗晶体。
Ⅱ.经该工厂的工业废水中含1.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。
该化工厂的科研人员为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),又设计了如下工艺流程:(5)第①步反应的离子方程式是__。
(6)常温时,如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化,依据上表数据,则步骤②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Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
理论上需要加入FeSO4·7H2O的质量为__g(已知FeSO4·7H2O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) SiO2 4.9≤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 =2Cr2O72− + 3Bi(OH)3↓+3Na+蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥 Cr2O72− + 6Fe2++14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3++7H2O 6.4×10−14 2.78【解析】【分析】铬铁矿中的FeO 、Cr 2O 3和Al 2O 3均能溶于硫酸,SiO 2不溶,过滤,向滤液中加入双氧水,氧化亚铁离子,步骤③的目的是使Fe 3+、Al 3+沉淀,过滤,向滤液中加入NaBiO 3、NaOH ,能将Cr 3+转化为Cr 2O 72−,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥得到Na 2Cr 2O 7·2H 2O 。
2020-2021高考化学铝及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)及答案解析一、铝及其化合物1.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】H 2O H2O分子间存在氢键>H++AlO2-+H2O Al(OH)3Al3++3OH-3SiO2+6C+2N2Si3N4+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。
2020-2021备战高考化学铝及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1.Ⅰ.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Na2Cr2O7·2H2O),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CrO42-。
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①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③需加氢氧化钠溶液调节pH,调节pH范围为__,目的是__。
(3)写出④反应的离子方程式__。
(4)将溶液H经过__即得红矾钠粗晶体。
Ⅱ.经该工厂的工业废水中含1.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。
该化工厂的科研人员为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),又设计了如下工艺流程:(5)第①步反应的离子方程式是__。
(6)常温时,如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化,依据上表数据,则步骤②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Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
理论上需要加入FeSO4·7H2O的质量为__g(已知FeSO4·7H2O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) SiO2 4.9≤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 =2Cr2O72− + 3Bi(OH)3↓+3Na+蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥 Cr2O72− + 6Fe2++14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3++7H2O 6.4×10−14 2.78【解析】【分析】铬铁矿中的FeO 、Cr 2O 3和Al 2O 3均能溶于硫酸,SiO 2不溶,过滤,向滤液中加入双氧水,氧化亚铁离子,步骤③的目的是使Fe 3+、Al 3+沉淀,过滤,向滤液中加入NaBiO 3、NaOH ,能将Cr 3+转化为Cr 2O 72−,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥得到Na 2Cr 2O 7·2H 2O 。
【化学】化学铝及其化合物推断题的专项培优易错难题练习题(含答案)附详细答案一、铝及其化合物1.Al2O3是铝的重要化合物,有着广泛的应用。
以下是Al2O3的实验室制备流程图。
根据题意回答下列问题:(1)实验室制备过程中,废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是_____;A试剂是____________(填物质名称)。
(2)两条途径中有一条明显不合理,它是_______(填“途径1”或“途径2”),合理的方案是______。
(3)某同学从多、快、好、省的原则考虑,认为综合途径1和2,可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”,该同学的实验设计流程是(模仿上面流程图设计)__________。
(4)若要从滤液中得到NaCl晶体,其实验操作是_____。
(5)得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质,请设计实验检验杂质:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________。
(6)现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品,为了测定Al2O3的纯度,请你设计实验方案,列出计算式:_____(式中含有a、b等字母)。
【答案】除去铝材表面的油腻稀盐酸途径2 将稀盐酸改成通入过量CO2蒸发结晶、趁热过滤、干燥取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有取样品质量为b,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag。
计算式为:106a 1-197b【解析】【分析】从废铝材中提取氧化铝,途径1先用稀盐酸反应生成氯化铝,再与Na2CO3溶液发生双水解生成氢氧化铝,再灼烧分解生成氧化铝;途径2氧化铝先与氢氧化钠生成偏铝酸钠,再与盐酸生成氢氧化铝,再灼烧分解生成氧化铝,据此分析解答。
【详解】(1)废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是除去铝材表面的油腻,A为稀盐酸,故答案为:除去铝材表面的油腻;稀盐酸;(2)途径2不合理,因为盐酸的量不好控制,改进的方法是将稀盐酸改成通入过量CO2,故答案为:途径2;将稀盐酸改成通入过量CO2;(3)综合途径1和2,可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”,应该用铝材先分别生成氯化铝和偏铝酸钠,两者再发生双水解生产氢氧化铝,流程为:;(4)氯化钠的溶解度受温度影响小,若要从若要从滤液中得到NaCl晶体,操作为:蒸发结晶、趁热过滤、干燥,故答案为:蒸发结晶、趁热过滤、干燥;(5)得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质,检测的方法为:取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有,故答案为:取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有;(6)现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品,为了测定Al2O3的纯度,可采用方案为:取样品质量为b,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag;BaCO3沉淀质量为ag,则n(BaCO3)=ag197g/mol=a197mol=n(Na2CO3),则m(Na2CO3)=a197mol 106g/mol=106ag197,Na2CO3的纯度=106a197b,Al2O3的纯度=106a1-197b;故答案为:取样品质量为m,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag;计算式为:106a1-197b。
2020-2021备战高考化学铝及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)及答案解析一、铝及其化合物1.有一透明溶液,可能含有较大量的Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Na+、H+、SO42-、CO32-中的一种或几种,取此溶液做下列实验:①取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成;②取少量溶液加入过氧化钠粉末,溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体,加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量如图所示。
试推断并完成作答:(1)溶液中一定含有的离子是___________;(2)溶液中肯定不含有的离子是_________;(3)检验可能含有的离子的方法是____________。
(4)图示中a点沉淀的成分是______________。
【答案】Mg2+、Al3+、SO42- CO32-、H+、Cu2+、Fe3+焰色反应检验 Al(OH)3和Mg (OH)2【解析】【分析】取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有SO42-,取少量溶液加入过氧化钠粉末,溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体,从图上看一开始就产生了沉淀,故溶液中无H+,Fe3+,Cu2+,因为沉淀质量随着过氧化钠的增加有溶解,说明溶液中同时含有Mg2+和Al3+,那么溶液中一定没有CO32-,Na+无法确认,综上所述,一定还有的离子为:Mg2+、Al3+、SO42-,一定不含的离子为:CO32-、H+、Cu2+、Fe3+,可能含有Na+,据此解答。
【详解】(1)由分析可知,溶液中一定含有的离子是Mg2+、Al3+、SO42-,故答案为:Mg2+、Al3+、SO42-;(2)溶液中肯定不含有的离子是CO32-、H+、Cu2+、Fe3+,故答案为:CO32-、H+、Cu2+、Fe3+;(3)可能含有的为Na+,可用焰色反应来检验,故答案为:焰色反应检验;(4)图示中a点沉淀达到最大值,是Mg2+、Al3+恰好完全转换为沉淀的点,所以a点沉淀的成分为:Al(OH)3和Mg(OH)2,故答案为:Al(OH)3和Mg(OH)2。
高考化学 铝及其化合物推断题 培优易错试卷练习(含答案)附答案一、铝及其化合物1.下列物质A -F 是我们熟悉的单质或化合物,其中A 、B 均是常见的金属,且B 的合金用量最大;E 在常温下是黄绿色气体;适当的条件下,它们之间可以发生如图所示的转化。
(1)G 溶液中溶质的化学式为_____________。
(2)请写出反应D→F 的化学方程式:_________。
(3)检验F 中金属阳离子的常用试剂是______________(填物质的化学式);现象是____________。
(4)E 物质可与石灰乳反应制取漂白粉,写出漂白粉的有效成分_________。
(5)写出C 与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。
(6)若向D 溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象是:____,反应过程中的化学方程式为:____,______。
【答案】NaAlO 2 2FeCl 2+ Cl 2= 2FeCl 3 KSCN 溶液呈血红色 Ca (ClO )2 Al 3+ +4OH -=AlO 2-+2H 2O 先产生白色沉淀,后白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色 FeCl 2+2NaOH=Fe (OH )2↓+2NaCl 4Fe (OH )2+O 2+2H 2O=4Fe (OH )3【解析】【分析】B 的合金用量最大,所以B 为Fe ;E 在常温下是黄绿色气体,所以E 为Cl 2;盐酸与铁反应生成FeCl 2,FeCl 2与Cl 2反应生成的F 为FeCl 3;金属A 与盐酸反应后生成的盐,与适量的NaOH 溶液反应能生成白色沉淀,白色沉淀还能溶于NaOH ,所以A 为Al 单质,C 为AlCl 3溶液,G 为NaAlO 2溶液。
【详解】(1)根据分析可知,G 即为偏铝酸钠溶液,溶质的化学式为NaAlO 2;(2)根据分析可知,D 为FeCl 2,与E 即Cl 2反应后生成FeCl 3,方程式为:2232FeCl Cl =2FeCl +;(3)检验Fe 3+常用硫氰化钾溶液,Fe 3+遇SCN -生成血红色物质;(4)漂白粉中的有效物质为次氯酸钙;(5)通过分析可知,C 为AlCl 3溶液,与过量的NaOH 溶液反应,生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:322Al 4OH =AlO 2H O +--++;(6)通过分析可知,D 的溶液为FeCl 2溶液,FeCl 2会与NaOH 溶液反应生成很不稳定的白色Fe(OH)2沉淀,沉淀会迅速的被氧化为Fe(OH)3,转化的现象为:白色沉淀先转变为灰绿色,最终变为红褐色;相关的方程式还有:22234Fe(OH)O 2H O=4Fe(OH)++; 2.现有部分短周期元素的相关信息如表所示:元素W X Y Z 相关信息 海水中质量分数最高的元素 其为非金属元素,简单气态氢化物溶于水所得溶液呈碱性 M 层比K 层少1个电子 其简单离子是第三周期元素的简单离子中半径最小的(1)W 在周期表中位于第________周期第________族;(2)上述元素可形成含有共价键的常见二元离子化合物,该化合物的电子式为________,该化合物中阳离子和阴离子的数目比为________。
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含答案解析一、铝及其化合物1.工业上的许多反应工艺来源于实验室里的简单操作,比如用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如图:请回答下列问题:(1)写出铝土矿中加入NaOH溶液的反应方程式___。
(2)沉淀C的化学式___,颜色为___,写出它的一种用途___。
(3)操作I、操作II、操作III的名称为___,这个过程用到的玻璃仪器有烧杯、___。
(4)整个生产过程中,除可以循环使用的物质有___(写出3种,填化学式),用此法制取铝的副产品是___(写出2种,填化学式)。
(5)氧化铝熔点高,氯化铝熔点低,工业上为什么不用熔点较低的氯化铝而用熔点更高的氧化铝为原料电解制铝?___。
【答案】Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Fe2O3红棕色作颜料(或炼铁)过滤漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO、CO2 Fe2O3、O2氯化铝是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能导电,不能用于电解。
氧化铝是离子化合物,熔融时能够电离而导电,因此电解铝用氧化铝而不用氯化铝【解析】【分析】铝土矿中含有氧化铝和氧化铁,向铝土矿中加入NaOH溶液,发生反应Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O,氧化铁不溶,然后过滤,得到溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液,沉淀C为Fe2O3;向溶液B中通入CO2,发生反应2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O,然后过滤得到沉淀Al(OH)3和Na2CO3溶液,向溶液中加入CaO,发生反应Na2CO3+CaO+H2O═2NaOH+CaCO3↓,然后过滤,将NaOH循环利用;将Al(OH)3加热得到Al2O3,电解熔融Al2O3得到Al,据此分析解答。
【详解】(1)根据上面的分析,铝土矿中加入NaOH溶液,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,故答案为:Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O;(2)根据上述分析,沉淀C为Fe2O3,氧化铁为红棕色粉末,俗称铁红,除了用于金属冶炼以外,还可用作顔料,故答案为:Fe2O3;红棕色、作颜料(或炼铁);(3)实现固体和液体的分离采用过滤法,操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是过滤操作,过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,故答案为:过滤;漏斗、玻璃棒;(4)煅烧碳酸钙得到CaO和CO2,B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO,所以CaO和CO2能循环利用,溶液E中的氢氧化钠也能循环利用;根据流程图和上述分析,操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品,故答案为:NaOH、CaO和CO2;Fe2O3和O2;(5)氯化铝是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能导电,不能用于电解。
化学铝及其化合物推断题的专项培优易错试卷练习题(含答案)附详细答案一、铝及其化合物1.Ⅰ.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Na2Cr2O7·2H2O),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CrO42-。
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①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③需加氢氧化钠溶液调节pH,调节pH范围为__,目的是__。
(3)写出④反应的离子方程式__。
(4)将溶液H经过__即得红矾钠粗晶体。
Ⅱ.经该工厂的工业废水中含1.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。
该化工厂的科研人员为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),又设计了如下工艺流程:(5)第①步反应的离子方程式是__。
(6)常温时,如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化,依据上表数据,则步骤②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Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
理论上需要加入FeSO4·7H2O的质量为__g(已知FeSO4·7H2O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) SiO2 4.9≤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 =2Cr2O72− + 3Bi(OH)3↓+3Na+蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥 Cr2O72− + 6Fe2++14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3++7H2O 6.4×10−14 2.78【解析】【分析】铬铁矿中的FeO 、Cr 2O 3和Al 2O 3均能溶于硫酸,SiO 2不溶,过滤,向滤液中加入双氧水,氧化亚铁离子,步骤③的目的是使Fe 3+、Al 3+沉淀,过滤,向滤液中加入NaBiO 3、NaOH ,能将Cr 3+转化为Cr 2O 72−,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥得到Na 2Cr 2O 7·2H 2O 。
备战高考化学铝及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)含答案一、铝及其化合物1.铝、铁、硅的单质及化合物在工业生产中具有广泛应用,工业上常用某矿石(主要成分有Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2等)来制备绿矾(FeSO4·7H2O)和氧化铝,其工艺流程如图:回答下列问题:(1)滤渣1的成分是___,举例说明滤渣2的用途___。
(2)用离子方程式表示溶液A加入过量铁粉的目的是___。
(3)写出由滤液1生成滤液2的离子方程式___。
(4)过程1、2、3均涉及分离操作,所需玻璃仪器有___。
(5)由溶液B得到绿矾的具体操作为___、过滤、洗涤和干燥。
(6)过程3需要加入的试剂A是___,写出此过程的离子方程式___。
【答案】Fe2O3、FeO 制备硅胶,作干燥剂将Fe3+全部还原为Fe2+ AlO2-+4H+= Al3++2H2O 漏斗、烧杯和玻璃棒蒸发氨水 Al3++3NH3﹒H2O= Al(OH)3↓+3NH4+【解析】【分析】Al2O3属于两性氧化物,Fe2O3、FeO都是碱性氧化物,SiO2属于酸性氧化物,因此,矿石中的Al2O3和SiO2能溶于氢氧化钠溶液,Fe2O3、FeO溶于氢氧化钠溶液,滤渣1的成分是Fe2O3、FeO;滤液1中的溶质有NaAlO2和Na2SiO3,加入过量盐酸后,AlO2-转化为Al3+,SiO32-转化为H2SiO3的白色胶状沉淀,滤液2的主要溶质是AlCl3,滤渣2的成分是H2SiO3,可用于制备硅胶,作干燥剂;过程3的作用是将溶液中的Al3+转化为Al(OH)3沉淀,应加入碱溶液;Fe2O3、FeO都能溶于稀硫酸,分别得到Fe2(SO4)3和FeSO4,溶液A的溶质有Fe2(SO4)3和FeSO4,加入过量铁粉,将Fe3+全部还原为Fe2+,溶液B为FeSO4。
【详解】(1)由分析可知滤渣1的成分是Fe2O3、FeO;滤渣2的成分是H2SiO3,可用于制备硅胶,作干燥剂,故答案为:Fe2O3、FeO;制备硅胶,作干燥剂;(2) Fe2O3、FeO都能溶于稀硫酸,分别得到Fe2(SO4)3和FeSO4,溶液A的溶质有Fe2(SO4)3和FeSO4,加入过量铁粉,将Fe3+全部还原为Fe2+,反应的离子方程式为:2 Fe3++Fe=3 Fe2+,故答案为:将Fe3+全部还原为Fe2+;(3)由滤液1生成滤液2的过程为AlO2-转化为Al3+,离子方程式为:AlO2-+4H+= Al3++2H2O,故答案为:AlO2-+4H+= Al3++2H2O;(4)过程1、2、3均涉及到的分离操作是过滤,所需玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,故答案为:漏斗、烧杯和玻璃棒;(5)溶液B得到绿矾的具体操作为蒸发、过滤、洗涤和干燥,故答案为:蒸发;(6)过程3的作用是将溶液中的Al3+转化为Al(OH)3沉淀,应加入碱溶液,由于Al(OH)3能溶于强碱溶液,但不能溶于氨水,所以试剂A 是氨水,所发生反应的离子方程式为:Al 3++3NH 3﹒H 2O= Al(OH)3↓+3NH 4+,故答案为:氨水;Al 3++3NH 3﹒H 2O= Al(OH)3↓+3NH 4+。
高考化学 铝及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析一、铝及其化合物1.现有A 、B 、C 、D 、E 五种短周期元素,已知A 、B 、C 、D 四种元素的核内质子数之和为56,在元素周期表中的位置如图所示,1 mol E 的单质可与足量酸反应,能产生33.6L H 2(在标准状况下);E 的阳离子与A 的阴离子核外电子层结构相同。
A B C D回答下列问题:(1)写出元素A 名称______,元素B 符号________,E 原子电子式________ (2)C 的简单离子结构示意图为_____________(3)B 单质在A 单质中燃烧,反应现象是___________,生成物的化学式为___________ (4)A 与E 形成的化合物的电子式为__________,它的性质决定了它在物质的分类中应属于____________(酸性氧化物/碱性氧化物/两性氧化物)(5)向D 与E 形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液至过量,此过程中观察到的现象是_________,写出化合物DE 与过量烧碱反应的化学反应方程式________。
【答案】氧 P 剧烈燃烧,有大量白烟 P 2O 5两性氧化物 先出现白色沉淀,继续滴加,白色沉淀溶解 AlCl 3 + 4NaOH == 3NaCl + NaAlO 2 + 2H 2O【解析】【分析】由位置图可知,A 在第二周期,B 、C 、D 处于第三周期,设C 的质子数为x ,则A 的质子数为x-8,B 的质子数为x-1,D 的质子数为x+1,A 、B 、C 、D 四种元素原子核外共有56个电子,则x+(x-8)+(x-1)+(x+1)=56,解得x=16,即A 为O ,B 为P ,C 为S ,D 为Cl ;1molE 单质与足量酸作用,在标准状况下能产生标准状况下33.6LH 2,设E 的化合价为y ,根据电子转移守恒可知 ymol=22.4L 3.36L /mol×2=3mol ,E 的阳离子与A 的阴离子核外电子层结构完全相同,则E 为Al ,然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。
高考化学铝及其化合物推断题(大题培优易错难题)及答案解析一、铝及其化合物1.(1)选用方案I时,X应该具有的性质是__________,残留物应该具有的性质是__________;(2)选用方案Ⅱ从某黑色粉末(含有MnO2和CuO)中分离X(MnO2),加入的试剂是_______;王同学参照以上方案I和Ⅱ,设计以下实验方案除去AlCl3固体中的FeCl3。
(3)操作①所需的玻璃仪器为_____________;(4)试剂a为_____________;试剂b为________;(5)请描述操作②的步骤:____________;(6)李同学认为在溶液C中滴加适量的试剂b就能得到溶液E,从而得到AlCl3固体,你______(填“赞同”或“不赞同”)李同学,理由是______。
【答案】有挥发性(或易升华)受热不挥发,且具有较高的热稳定性稀盐酸(或稀硫酸或稀硝酸) 烧杯、、漏斗、玻璃棒过量的NaOH(或KOH)溶液适量的盐酸将溶液加热浓缩,然后冷却浓溶液,过滤即可得到固体氯化铝不赞同会得到含有NaCl杂质的AlCl3【解析】【分析】(1)加热X的混合物进行分离可得X,X应具有挥发性或易升华的性质,则残留物难挥发;(2)从MnO2和CuO中分离MnO2,应加入酸的稀溶液;除去AlCl3固体中的FeCl3,应先水溶解,然后加入过量的NaOH溶液分别生成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液,过滤分离后,再向滤液中通入过量的CO2气体生成Al(OH)3沉淀,过滤后将沉淀经洗涤后溶解于盐酸中得AlCl3溶液,在酸性条件下蒸发结晶可到AlCl3,以此解答(3)~(6)小题。
【详解】(1)加热X的混合物进行分离可得X,X应具有挥发性或易升华的性质,残留物具有加热难挥发的性质;(3)根据上述分析可知:操作①为过滤操作,所需的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒;(4)由以上分析可知试剂a为过量的NaOH(或KOH)溶液,试剂b为适量的盐酸;(5)操作②是从AlCl3溶液中获得AlCl3固体,由于该盐是强酸弱碱盐,容易发生水解反应,水解产生Al(OH)3和 HCl,HCl易挥发,所以为防止盐水解,导致物质变质,应该在HCl气氛中加热蒸发结晶可到AlCl3,操作方法为将溶液加热浓缩,然后冷却浓溶液,过滤即可得到固体氯化铝;(6)若在NaAlO2溶液中滴加盐酸,就会得到AlCl3和NaCl的混合溶液,蒸发结晶不能得到纯净的氯化铝固体,得到的是含有杂质NaCl的AlCl3,所以不赞同李同学的观点。
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.工业上的许多反应工艺来源于实验室里的简单操作,比如用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如图:请回答下列问题:(1)写出铝土矿中加入NaOH溶液的反应方程式___。
(2)沉淀C的化学式___,颜色为___,写出它的一种用途___。
(3)操作I、操作II、操作III的名称为___,这个过程用到的玻璃仪器有烧杯、___。
(4)整个生产过程中,除可以循环使用的物质有___(写出3种,填化学式),用此法制取铝的副产品是___(写出2种,填化学式)。
(5)氧化铝熔点高,氯化铝熔点低,工业上为什么不用熔点较低的氯化铝而用熔点更高的氧化铝为原料电解制铝?___。
【答案】Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Fe2O3红棕色作颜料(或炼铁)过滤漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO、CO2 Fe2O3、O2氯化铝是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能导电,不能用于电解。
氧化铝是离子化合物,熔融时能够电离而导电,因此电解铝用氧化铝而不用氯化铝【解析】【分析】铝土矿中含有氧化铝和氧化铁,向铝土矿中加入NaOH溶液,发生反应Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O,氧化铁不溶,然后过滤,得到溶液B为NaOH、NaAlO2混合溶液,沉淀C为Fe2O3;向溶液B中通入CO2,发生反应2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-、2OH-+CO2=CO32-+H2O,然后过滤得到沉淀Al(OH)3和Na2CO3溶液,向溶液中加入CaO,发生反应Na2CO3+CaO+H2O═2NaOH+CaCO3↓,然后过滤,将NaOH循环利用;将Al(OH)3加热得到Al2O3,电解熔融Al2O3得到Al,据此分析解答。
【详解】(1)根据上面的分析,铝土矿中加入NaOH溶液,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,故答案为:Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O;(2)根据上述分析,沉淀C为Fe2O3,氧化铁为红棕色粉末,俗称铁红,除了用于金属冶炼以外,还可用作顔料,故答案为:Fe2O3;红棕色、作颜料(或炼铁);(3)实现固体和液体的分离采用过滤法,操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ都是过滤操作,过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,故答案为:过滤;漏斗、玻璃棒;(4)煅烧碳酸钙得到CaO和CO2,B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸钠转化为碳酸钙需要CaO,所以CaO和CO2能循环利用,溶液E中的氢氧化钠也能循环利用;根据流程图和上述分析,操作Ⅰ所得的Fe2O3和电解熔融Al2O3得到的O2为副产品,故答案为:NaOH、CaO和CO2;Fe2O3和O2;(5)氯化铝是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能导电,不能用于电解。
高考化学培优易错难题(含解析)之铝及其化合物推断题含详细答案一、铝及其化合物1.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++ H2OƒNH3·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:--2222Al+2OH +2H O=2AlO +3H ;(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:++4232NH +H O NH H O+H g ƒ;(5)若向气体NH 3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:++3242NH H O+H =NH +H O g ,n (NH 3•H 2O)=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 (+4NH )>c (2-4SO )>c (H +)>c (OH -)。
高考化学培优 易错 难题(含解析)之铝及其化合物推断题含答案解析一、铝及其化合物1.2019年诺贝尔奖授予了在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。
锂离子电池的广泛应用要求处理锂电池废料以节约资源、保护环境。
锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有LiCoO 2、Al 等,处理该废料的一种工艺如图所示:(1)Li 的原子结构示意图为_____________,LiCoO 2中Co 的化合价为_______。
(2)“碱浸”时Al 溶解的离子方程式为__________________________________。
(3)“酸溶”时加入H 2O 2的目的是______________________________________。
(4)“沉钴”的离子方程式为___________________________________________。
(5)配制100 mL 1.0 mol /L (NH 4)2C 2O 4溶液,需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外,还有_____。
(6)取CoC 2O 4固体4.41g 在空气中加热至300 ℃,得到的钴的氧化物2.41g ,则该反应的化学方程式为__________________________________________________________。
【答案】 +3 2Al 2OH -+2222H O 2AlO 3H -+=+↑ 将2LiCoO 中的Co(Ⅲ)还原为2+价 222424Co C O CoC O +-+=↓ 100mL 容量瓶、胶头滴管Δ2423423CoC O 2O Co O 6CO +=+【解析】【分析】铝钴膜主要含有2LiCoO 、Al 等,将废料先用碱液浸泡,将Al 充分溶解,过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠,滤渣为2LiCoO ,将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成24Li SO 、4CoSO ,然后加入氨水调节溶液的pH ,生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子,最后对滤液用草酸铵洗涤处理,经过一系列处理得到草酸钴。
高考化学铝及其化合物推断题培优练习(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A_____________、B___________、C______________、F_____________、 H____________、乙______________(2)写出下列反应化学方程式:反应①_________________________________________________反应⑤_________________________________________________反应⑥_________________________________________________【答案】Na Al Fe FeCl2 Fe(OH)3 Cl2 2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3 FeCl3+ 3NaOH =Fe(OH)3↓+ 3NaCl【解析】【分析】【详解】金属单质A的焰色为黄色,则A为Na;反应①为Na与水反应生成NaOH和H2,则物质D 为NaOH,气体为H2;金属B与NaOH反应生成H2,则金属B为Al;黄绿色气体为Cl2,反应②为H2与Cl2化合成HCl,则气体丙为HCl,物质E为盐酸;金属C与盐酸反应生成F,F 与Cl2反应生成物质G,G与NaOH反应得红棕色沉淀,则金属C为Fe,F为FeCl2,G为FeCl3;(1)A、B、C、F、H、乙的化学式依次为Na、Al、Fe、FeCl2、Fe(OH)3、Cl2。
(2)反应①的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;反应⑤的化学方程式为Cl2+2FeCl2=2FeCl3;反应⑥的化学方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl。
高考化学二轮铝及其化合物推断题专项培优易错难题含答案一、铝及其化合物1.Al2O3是铝的重要化合物,有着广泛的应用。
以下是Al2O3的实验室制备流程图。
根据题意回答下列问题:(1)实验室制备过程中,废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是_____;A试剂是____________(填物质名称)。
(2)两条途径中有一条明显不合理,它是_______(填“途径1”或“途径2”),合理的方案是______。
(3)某同学从多、快、好、省的原则考虑,认为综合途径1和2,可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”,该同学的实验设计流程是(模仿上面流程图设计)__________。
(4)若要从滤液中得到NaCl晶体,其实验操作是_____。
(5)得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质,请设计实验检验杂质:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________。
(6)现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品,为了测定Al2O3的纯度,请你设计实验方案,列出计算式:_____(式中含有a、b等字母)。
【答案】除去铝材表面的油腻稀盐酸途径2 将稀盐酸改成通入过量CO2蒸发结晶、趁热过滤、干燥取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有取样品质量为b,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag。
计算式为:106a 1-197b【解析】【分析】从废铝材中提取氧化铝,途径1先用稀盐酸反应生成氯化铝,再与Na2CO3溶液发生双水解生成氢氧化铝,再灼烧分解生成氧化铝;途径2氧化铝先与氢氧化钠生成偏铝酸钠,再与盐酸生成氢氧化铝,再灼烧分解生成氧化铝,据此分析解答。
【详解】(1)废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是除去铝材表面的油腻,A为稀盐酸,故答案为:除去铝材表面的油腻;稀盐酸;(2)途径2不合理,因为盐酸的量不好控制,改进的方法是将稀盐酸改成通入过量CO2,故答案为:途径2;将稀盐酸改成通入过量CO2;(3)综合途径1和2,可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”,应该用铝材先分别生成氯化铝和偏铝酸钠,两者再发生双水解生产氢氧化铝,流程为:;(4)氯化钠的溶解度受温度影响小,若要从若要从滤液中得到NaCl晶体,操作为:蒸发结晶、趁热过滤、干燥,故答案为:蒸发结晶、趁热过滤、干燥;(5)得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质,检测的方法为:取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有,故答案为:取少量样品溶于水,取上层清液,加入氯化钡溶液,若出现白色沉淀,则证明有Na2CO3,反之则没有;(6)现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品,为了测定Al2O3的纯度,可采用方案为:取样品质量为b,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag;BaCO3沉淀质量为ag,则n(BaCO3)=ag197g/mol=a197mol=n(Na2CO3),则m(Na2CO3)=a197mol 106g/mol=106ag197,Na2CO3的纯度=106a197b,Al2O3的纯度=106a1-197b;故答案为:取样品质量为m,加水溶解后,加入足量的氯化钡溶液,沉淀完全以后,过滤、洗涤和干燥,称量(恒重)得沉淀ag;计算式为:106a1-197b。
2020-2021高考化学铝及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1.Ⅰ.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Na2Cr2O7·2H2O),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CrO42-。
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①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③需加氢氧化钠溶液调节pH,调节pH范围为__,目的是__。
(3)写出④反应的离子方程式__。
(4)将溶液H经过__即得红矾钠粗晶体。
Ⅱ.经该工厂的工业废水中含1.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。
该化工厂的科研人员为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),又设计了如下工艺流程:(5)第①步反应的离子方程式是__。
(6)常温时,如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化,依据上表数据,则步骤②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Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
理论上需要加入FeSO4·7H2O的质量为__g(已知FeSO4·7H2O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) SiO2 4.9≤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 =2Cr2O72− + 3Bi(OH)3↓+3Na+蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥 Cr2O72− + 6Fe2++14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3++7H2O 6.4×10−14 2.78【解析】【分析】铬铁矿中的FeO 、Cr 2O 3和Al 2O 3均能溶于硫酸,SiO 2不溶,过滤,向滤液中加入双氧水,氧化亚铁离子,步骤③的目的是使Fe 3+、Al 3+沉淀,过滤,向滤液中加入NaBiO 3、NaOH ,能将Cr 3+转化为Cr 2O 72−,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥得到Na 2Cr 2O 7·2H 2O 。
高考化学 铝及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案解析一、铝及其化合物1.铬鞣剂[Cr(OH)SO 4]可用于提高皮革的耐曲折强度。
一种以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4的工艺流程如图:回答下列问题:(1)“焙烧”时,Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4的化学方程式为__。
(2)“水浸”过程中,物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示,则最佳反应条件为__。
(3)“滤渣1”中有一种成分为铁铝酸四钙(Ca 4Fe 2Al 2O 10),是制造水泥的原料之一,用氧化物的形式表示其化学式__。
(4)“滤渣2”主要成分为Al(OH)3和__(填化学式),“过滤2”后,将溶液pH 调至a ,a__6.5(填“小于”或“大于”),目的是__(用离子方程式表示)。
(5)已知CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2,写出Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4的化学方程式__。
(6)某厂用m 1kg 的铬渣(含Cr 2O 340%)制备Cr(OH)SO 4,最终得到产品m 2kg ,则产率为__。
【答案】2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2 物质的粒度为60目时4CaO·Fe 2O 3·Al 2O 3 H 2SiO 3 小于 2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2ONa 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 2138100%33m m 【解析】【分析】以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4,先加入碳酸钠、通入空气进行焙烧,再经过水浸、过滤除去固体杂质Fe 2O 3,调pH 除去杂质氢氧化铝和氢氧化铁,最后通过氧化还原反应生成目标产物Cr(OH)SO 4。
【详解】(1)“焙烧”时,Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4,Cr 元素的化合价升高,反应为氧化还原反应,还需氧化剂O 2,根据电子守恒配平方程式为2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2。
(2)根据图示可知,当物质的粒度为60目时,铬的残余量最少,故最佳反应条件为物质的粒度为60目时。
(3)铁铝酸四钙(Ca 4Fe 2Al 2O 10),用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·Fe 2O 3·Al 2O 3。
(4)步骤过滤1后溶液中存在偏铝酸钠和硅酸钠等杂质,调节pH 使其转化为沉淀Al(OH)3和H 2SiO 3,故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H 2SiO 3 。
“过滤2”后,将溶液pH 调至a ,是为将2CrO 42-转化为Cr 2O 72-,酸性条件下可以实现转化,故a 小于6.5实现2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2O 的转化。
(5)根据条件CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2, Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4为氧化还原反应,其中碳元素、铬元素的化合价发生改变,根据电子守恒得化学反应方程式为Na 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 。
(6)最终得到产品Cr(OH)SO 4m 2kg ,其中铬元素的含量为252165m ⨯kg ,原料中铬元素的含量为1522(40%)522163m kg ⨯⨯⨯⨯+⨯,则产率为22115238165100%100%5223340%522163m m m m ⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯。
2.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】H 2O H 2O 分子间存在氢键 > H ++AlO 2-+H 2OAl(OH)3Al 3++3OH -3SiO 2+6C+2N 2Si 3N 4+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++AlO 2-+H2O Al(OH)3Al3++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+2N2Si3N4+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。
3.有一透明溶液,可能含有较大量的Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Na+、H+、SO42-、CO32-中的一种或几种,取此溶液做下列实验:①取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成;②取少量溶液加入过氧化钠粉末,溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体,加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量如图所示。
试推断并完成作答:(1)溶液中一定含有的离子是___________;(2)溶液中肯定不含有的离子是_________;(3)检验可能含有的离子的方法是____________。
(4)图示中a点沉淀的成分是______________。
【答案】Mg2+、Al3+、SO42- CO32-、H+、Cu2+、Fe3+焰色反应检验 Al(OH)3和Mg (OH)2【解析】【分析】取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定含有SO42-,取少量溶液加入过氧化钠粉末,溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体,从图上看一开始就产生了沉淀,故溶液中无H+,Fe3+,Cu2+,因为沉淀质量随着过氧化钠的增加有溶解,说明溶液中同时含有Mg2+和Al3+,那么溶液中一定没有CO32-,Na+无法确认,综上所述,一定还有的离子为:Mg2+、Al3+、SO42-,一定不含的离子为:CO32-、H+、Cu2+、Fe3+,可能含有Na+,据此解答。
【详解】(1)由分析可知,溶液中一定含有的离子是Mg2+、Al3+、SO42-,故答案为:Mg2+、Al3+、SO42-;(2)溶液中肯定不含有的离子是CO32-、H+、Cu2+、Fe3+,故答案为:CO32-、H+、Cu2+、Fe3+;(3)可能含有的为Na+,可用焰色反应来检验,故答案为:焰色反应检验;(4)图示中a点沉淀达到最大值,是Mg2+、Al3+恰好完全转换为沉淀的点,所以a点沉淀的成分为:Al(OH)3和Mg(OH)2,故答案为:Al(OH)3和Mg(OH)2。
【点睛】CO32-的判断:既然溶液中一定含Mg2+、Al3+,那么一定不含CO32-。
4.实验室中有6瓶失去标签的白色固体:纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。
除蒸馏水、试管和胶头滴管外,无其他任何试剂和仪器。
某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。
请填写下列空白:(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此试管中的现象是________________________,据此现象鉴别出的一种物质是__________。
(2)分别将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。
观察到C没有出现任何现象;D分别和A、B、E混合时均产生了白色沉淀;B和E混合时既有白色沉淀产生,又有无色气体放出。
据此可推断出:①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。
②B、E两者中有一种可与A反应,它与足量A反应的离子方程式为__________________。
③在两两混合时,能最终确定B、E成分的实验现象及结论是_____________________。
(3)上述物质溶于水抑制水的电离,且溶液显酸性的物质的化学式为________,其溶液显酸性的原因是___________________。
【答案】白色固体不溶于水Mg(OH)2NaHSO4、KCl、BaCl2CO32-+2H+===H2O+CO2↑B、E两溶液,与A溶液混合时产生气体的是纯碱,否则是硫酸铝NaHSO4NaHSO4===Na++H++SO42-,所产生的H+抑制水的电离【解析】【分析】(1)只有氢氧化镁不溶于水;(2)剩余5种物质中,KCl与其它4种物质均不反应,氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白色沉淀,纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体;(3)只有硫酸氢钠电离显酸性,抑制水的电离。
【详解】(1)各取适量固体于6支试管中,分别加入适量蒸馏水,有一支试管中的现象和其他5支明显不同,此支试管中的现象是物质难溶于水,据此现象鉴别出的一种物质是Mg(OH)2,因此,本题正确答案是:白色固体不溶于水;Mg(OH)2;(2)将所剩5种溶液依次编号为A、B、C、D、E,然后进行两两混合。