全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题汇总及答案

全国高考化学铝及其化合物推断题的综合高考真题汇总及答案

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LiCoO2、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_____________，LiCoO2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H2O2的目的是______________________________________。

（4）“沉钴”的离子方程式为___________________________________________。

（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_____。

（6）取CoC2O4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 2Al2OH2222HO2AlO3H 将2LiCoO中的Co(Ⅲ)还原为2价 222424CoCOCoCO 100mL容量瓶、胶头滴管

Δ2423423CoCO2OCoO6CO

【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24LiSO、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。据此解答。

【详解】

（1）锂是3号元素，原子结构示意图为，2LiCoO中Li显1价，氧元素显2价，设钴元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：1x220，则x3，故答案为：；3；

（2）“碱浸”时Al溶解于氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为2Al2OH2222HO2AlO3H；

（3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入22HO，可以将2LiCoO中的Co(Ⅲ)还原为2价，用氨水调节pH，将锂离子转化为氢氧化锂沉淀，所得滤渣主要为LiOH，故答案为：将2LiCoO中的Co(Ⅲ)还原为2价；

（4）“沉钴”中4CoSO与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为222424CoCOCoCO，故答案为：222424CoCOCoCO；

（5）配制100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4溶液，需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要100mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；

（6）4.41gCoC2O4的物质的量为4.41g0.03mol147g/mol，其中含有钴元素的质量0.03mol59g/mol1.77g，因此钴的氧化物中含有氧元素的质量2.41g1.77g0.64g，氧元素的物质的量0.64g0.04mol16g/mol，因此该钴的氧化物为34CoO，钴元素被氧化，因此反应物中需要氧气参与，根据元素守恒，生成物中还有二氧化碳，反应的方程式为Δ2423423CoCO2OCoO6CO，故答案为：Δ2423423CoCO2OCoO6CO。

【点睛】

从处理铝钴膜废料的工艺流程不难得出：Co的化合价多于一种，所以钴元素的氧化物有多种，所以我们得先确认本题中生成的是哪种氧化物，才能正确书写方程式。

2．有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子，在周期表中的位置如图所示。E的单质可与酸反应，1 mol E单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6 L H2；E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同，回答下列问题：

(1)五种元素的名称：A________，B________，C________，D________，E________。

(2)画出C原子、A离子的结构示意图：__________________、__________________。

(3)B单质在D单质中燃烧，反应现象是_______________________，生成物的化学式为_____________________。

(4)A与E形成化合物的化学式为______________，它的性质决定了它在物质的分类中应属于__________________。

(5)向D与E形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液直至无明显现象发生时，观察到的现象是先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多，随NaOH加入又逐渐溶解最终澄清，请写出有关反应的离子方程式为_______________________、___________________________________________。

【答案】氧 磷 硫 氯 铝 白色烟雾 PCl3、PCl5 Al2O3 两性氧化物 Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O

【解析】

【分析】

A、B、C、D、E五种短周期元素，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33.6LH2，设E的化合价为y，根据电子转移守恒：1mol×y=33.6L22.4L/mol×2×1，解得y=3，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，据此解答。

【详解】

(1)由上述分析，可知A为氧、B为磷、C为硫、D为氯、E为铝；

(2)C为硫，S原子核外有16个电子，三个电子层，各层电子数为2、8、6，原子结构示意图为：；A为氧，O2-离子核外电子数为10，有2个电子层，各层电子数为2、8，离子结构示意图为：；

(3)磷单质在氯气中燃烧三氯化磷和五氯化磷，生成物的化学式为：PCl3是液体、PCl5是固体，反应现象是：有白色烟雾生成；

(4)A与E形成的化合物为氧化铝，化学式为Al2O3，能与酸、碱反应生成盐与水，属于两性氧化物；

(5)D与E形成的化合物为AlCl3，向AlCl3的水溶液中逐渐滴入烧碱溶液直至过量，发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，则可观察到先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多，随NaOH加入又逐渐溶解最终澄清。

3．含有A+、B3+、C3+ 三种金属阳离子的水溶液发生了如下一系列变化后逐一沉淀出来，其中B3+转入白色沉淀：

请通过分析回答（用化学符号填写）：

（1）A+是__，B3+是__，C3+是__；

（2）X是__，Y是__，Z是__；

（3）写出下列离子方程式：

①生成Y沉淀：__；②B3+与过量氨水反应：__；

（4）写出下列化学方程式：单质铝和Y分解后的固体产物反应：__．

【答案】Ag+ Al3+ Fe3+ AgCl Fe（OH）3 Al（OH）3 Fe3++3OH﹣═Fe（OH）3↓

Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

【解析】

【分析】

含有A+、B3+、C3+ 三种金属阳离子的水溶液，加入过量盐酸反应过滤得到白色沉淀X和滤液甲，白色沉淀只能是氯化银沉淀，说明A+离子为Ag+，滤液甲中加入过量氢氧化钠溶液过滤得到红褐色沉淀Y为Fe(OH)3，滤液乙中加入适量盐酸反应生成白色沉淀Z为Al(OH)3，其中B3+转入白色沉淀，则B3+、C3+ 离子分别为：Al3+、Fe3+，据此回答；

【详解】

(1)由上述分析可知A+、B3+、C3+ 三种金属阳离子分别为：Ag+、Al3+、Fe3+，

答案为：Ag+；Al3+；Fe3+；

(2)分析可知对应X、Y、Z分别为：AgCl、Fe(OH)3、Al(OH)3；

故答案为：AgCl； Fe(OH)3；Al(OH)3；

(3)①生成Y沉淀的离子方程式为：Fe3++3OH﹣═Fe(OH)3↓；

故答案为：Fe3++3OH﹣═Fe(OH)3↓；

②Al3+与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子，离子方程式为：Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+；

故答案为：Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+；

(4)氢氧化铁分解产物是氧化铁，铝与氧化铁在高温下反应生成铁和氧化铝，放出大量的热，反应方程式为：2Al+Fe2O3===高温2 Fe+Al2O3；

故答案为：2Al+Fe2O3===高温2 Fe+Al2O3。

4．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)。

5．明矾在日常生活中用途非常广泛。用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。回答下列问题：

已知：Fe3＋开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为1.9～3.7。

（1）明矾净水的原理是_______________________（用离子方程式表示）。

（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为______________________。