高考化学综合题专题复习【铝及其化合物推断题】专题解析含答案

格式：doc
大小：474.50 KB
文档页数：14

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：106a1-197b

【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。

【点睛】

本题考查物质分离和提纯，侧重考查元素化合物性质、氧化还原反应、物质分离和提纯实验操作，注意从整体上分析流程图中每一步发生的反应。

2．铬鞣剂[Cr(OH)SO4]可用于提高皮革的耐曲折强度。一种以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4的工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）“焙烧”时，Cr2O3转化为Na2CrO4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(Ca4Fe2Al2O10)，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CH3OH在酸性条件下可被氧化生成CO2，写出Na2Cr2O7与CH3OH反应生成Cr(OH)SO4的化学方程式__。

（6）某厂用m1kg的铬渣(含Cr2O340%)制备Cr(OH)SO4，最终得到产品m2kg，则产率为__。

【答案】2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2高温 4Na2CrO4 +4CO2 物质的粒度为60目时

4CaO·Fe2O3·Al2O3 H2SiO3 小于 2CrO42-+2H+垐?噲? Cr2O72-+H2O

Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O 2138100%33mm

【解析】

【分析】

以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4，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Fe2O3，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)SO4。

【详解】

（1）“焙烧”时，Cr2O3转化为Na2CrO4，Cr元素的化合价升高，反应为氧化还原反应，还需氧化剂O2，根据电子守恒配平方程式为2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2高温 4Na2CrO4 +4CO2。

（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(Ca4Fe2Al2O10)，用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·Fe2O3·Al2O3。

（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H2SiO3，故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H2SiO3 。“过滤2”后，将溶液pH调至a，是为将2CrO42-转化为Cr2O72-，酸性条件下可以实现转化，故a小于6.5实现2CrO42-+2H+垐?噲?

Cr2O72-+H2O的转化。

（5）根据条件CH3OH在酸性条件下可被氧化生成CO2， Na2Cr2O7与CH3OH反应生成Cr(OH)SO4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Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O。

（6）最终得到产品Cr(OH)SO4m2kg，其中铬元素的含量为252165mkg，原料中铬元素的含量为1522(40%)522163mkg，则产率为22115238165100%100%5223340%522163mmmm。

3．阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：

信息问题

①短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，最外层电子数均不少于最内层电子数，且四种元素组成的单质常温下均为固体。（1）X一定不是______

A 氢 B 碳

C 氧 D 硫

②一定条件下，上述四种元素的单质均能与足量的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓NaOH溶液，氧化物的相对分子质量都大于26 （2）这四种元素中有铝元素吗？________

③向上述四种元素的单质的混合物中，加入足量的盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中有白色沉淀（3）白色沉淀的化学式为_____

④向上述四种元素的单质的混合物中，加入足量的烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸，最终溶液中有白色沉淀（4）生成白色沉淀的离子方程式为_____

⑤X与W同主族（5）X的单质与W的最高价氧化物反应的化学方程式为______

【答案】ACD 一定含有铝元素 Mg（OH）2 SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓ 2C +SiO2 高温Si +

2CO↑

【解析】

【分析】

(1)H2和O2常温下为气体，而C、S常温下为固体；

(2)Al具有②中元素的性质，四种元素可能有1种是铝元素；

(3)白色沉淀应为碱，短周期元素中只有Mg(OH)2符合；

(4)滤液中加入过量的盐酸溶液，得到的应是难溶于水的弱酸，可为H2SiO3或H4SiO4；

(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件。

【详解】

(1)A．X若为氢时，其最外层电子数为1，无内层电子，且H2常温下为气体，不合理，故A错误；

B．X若为C时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，且C常温下为固体，合理，故B正确；

C．X若为氧时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，但O2或O3常温下为气体，不合理，故C错误；

D．X若为硫，其原子序数是16，原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素，不合理，故D错误；

故答案为：ACD；

(2)Al能与氧气反应，且Al2O3能溶于稀硫酸，也能溶于NaOH溶液，且氧化铝的式量是102，均满足信息②，则四种元素一定有1种是铝元素；

(3)对所有短周期元素进行试探，唯有镁元素符合性质，可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2；

(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4)，生成该白色沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓)；

(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件，则C与SiO2在高温下反应的化学方程式为2C +SiO2 高温Si +

2CO↑。

4．(某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、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：

2012高考化学二轮复习攻略：专题10 常见非金属及其化合物测试题

第 1 页共 12 页专题10 常见非金属及其化合物

一、选择题(每小题6分，共54分)

1．(2010·全国理综Ⅰ，7)下列叙述正确的是( )

A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2

B．将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀

C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu

解析：A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2O；B错误，酸性：HCl>H2SO3，所以通入SO2后无BaSO3沉淀，因为BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2↑；C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3>HClO，反应为：CO2＋H2O＋Ca(ClO)2===CaCO3↓＋2HClO；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋(NH4)2SO4，接着Cu(OH)2 =====△CuO＋H2O，溶液中NH3不能还原CuO为Cu，要还原必须是干燥的固态。

答案：C

2．可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是( )

①硫和氢气在加热条件下能形成H2S，H2S受热300℃左右分解。氯气和氢气在点燃或光照下生成氯化氢，氯化氢很难分解 ②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成 ③硫、氯气分别与铜和铁反应，产物是FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2 ④高氯酸(HClO4)的酸性强于硫酸

A．①②③④ B．只有①②

C．只有②③④ D．只有③④

解析：元素非金属性强弱的比较有很多方法。常用的方法有：

①形成气态氢化物难易程度，易形成气态氢化物者，其非金属性强。通常气态氢化物稳定的非金属性强。第 2 页共 12 页 ②相同条件下，最高价氧化物的水化物酸性强的非金属性强。

③非金属单质甲可以在溶液中置换出非金属单质乙，则甲的非金属性强于乙。

④同种变价金属与不同非金属反应时，生成高价金属化合物时，该非金属性强于生成低价金属化合物对应的非金属，如题中③。综上所述选项A符合题意。

2012高考化学二轮复习攻略：专题9 常见金属及其化合物测试题

第 1 页共 11 页专题9 常见金属及其化合物

一、选择题(每小题5分，共50分)

1．(2011·福建质检)合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表中的数据，不能形成合金的是( )

Na Cu Al Fe

熔点/℃ 97.8 1 083 660 1 535

沸点/℃ 883 2 567 2 467 2 750

A.Cu和Al B．Fe和Cu

C．Fe和Na D．Al和Na

解析：要形成合金必须满足：形成合金的金属能同时处在液态。Cu和Al在1 083℃～2 467℃之间都是液态，Fe和Cu在1 535℃～2

567℃之间都是液态，Al和Na在660℃～883℃之间都是液态，可以构成合金。而Fe到达熔点时Na已经变为气态，不能形成合金，故选C。

答案：C

2．(2011·郑州调研)在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，m1与m2的关系是( )

A．m1一定大于m2 B．m1可能等于m2

C．m1一定等于m2 D．m1可能大于m2

解析：由题意知剩余金属可能为Cu或Cu与Fe，但不论哪种情况，再加入稀硫酸后，相当于加入稀硝酸(因溶液中含有NO－3，再加入硫酸引入H＋后，则溶液中就相当于存在HNO3)，都可以使金属再溶解，所以m1一定大于m2。第 2 页共 11 页答案：A

3．(2011·马鞍山二模)为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入100 mL 0.3 mol·L－1稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 mol·L－1NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为( )

A．0.005 mol B．0.01 mol C．0.025 mol D．0.03 mol

高考化学专题题库∶铝及其化合物推断题的综合题附详细答案

一、铝及其化合物

1．甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：3224NHHOHSOΔ甲乙丙甲

（1）若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，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“32NHHO乙丙”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】23AlO 33234Al3NHHO=Al(OH)3NH 3Fe 23FeO

【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23AlO、乙是硫酸铝，丙为3Al(OH)，则乙与氨水反应的离子方程式为：33234Al3NHHOAl(OH)3NH；

（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3-3Al3OHAl(OH)。

2．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】Fe2O3 Fe(OH)2 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ 2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑