高考化学铝及其化合物推断题综合练习题含答案解析

高考化学铝及其化合物推断题综合练习题含答案解析

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】NaAlO2 2FeCl2+ Cl2= 2FeCl3 KSCN 溶液呈血红色 Ca（ClO）2 Al3+ +4OH-=AlO2-+2H2O 先产生白色沉淀，后白色沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色 FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2↓+2NaCl 4Fe（OH）2+O2+2H2O=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Cl2；盐酸与铁反应生成FeCl2，FeCl2与Cl2反应生成的F为FeCl3；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AlCl3溶液，G为NaAlO2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NaAlO2;

(2)根据分析可知，D为FeCl2，与E即Cl2反应后生成FeCl3，方程式为：2232FeClCl=2FeCl；

(3)检验Fe3+常用硫氰化钾溶液，Fe3+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AlCl3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：322Al4OH=AlO2HO；

(6)通过分析可知，D的溶液为FeCl2溶液，FeCl2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)O2HO=4Fe(OH)；

2．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：

Na＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO3、SO24、Cl－、SO32－、HCO3，取该溶液进行以下实验：

①取少量待测液，加入几滴石蕊试液，溶液呈红色。

②取少量待测液，浓缩后加入铜片和浓硫酸，加热，有无色气体产生，此无色气体遇空气变成红棕色。

③取少量待测液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生。

④取实验③中上层清液滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生，此沉淀不溶于稀硝酸。

⑤另取少量原溶液滴加NaOH溶液，有白色沉淀产生，当NaOH过量时，沉淀部分溶解。

（1）根据以上实验，溶液中肯定存在的离子是_________________；肯定不存在的离子是______________；尚不能确定的离子是_______________。

（2）写出②中有关反应的离子方程式：________________________________________。

（3）写出⑤中沉淀溶解的离子方程式：________________________________________。

（4）实验室检验Na＋一般用焰色反应即可确定，此实验做之前要用______清洗铂丝。

【答案】Mg2＋、Al3＋、3NO、24SO Fe2＋、Ba2＋、SO32－、3HCO Na＋、Cl－ 3Cu＋8H＋＋23NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Al(OH)3+OH- ===2AlO+2H2O 稀盐酸

【解析】

【分析】

无色溶液中，有色离子不能存在，氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱中，白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或硫酸钡，在酸性环境下，能和氢离子反应的离子不能共存，根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析。

【详解】

因是无色溶液，Fe2+是浅绿色，所以不含Fe2+；

①由于滴加几滴石蕊试液，溶液呈红色，证明溶液显酸性，因此溶液中一定没有SO32-、HCO3-；②待测液浓缩后加入铜片和浓硫酸，加热，有无色气体产生，此无色气体遇空气变成红棕色，说明原溶液中一定含有NO3-；

③取少量待测液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则原溶液中一定含有SO42-，故一定没有Ba2+；

④由于③的上层清液滴中加AgNO3溶液，有白色沉淀产生且不溶于稀硝酸，说明含有Cl-，但由于③中加入了BaCl2溶液，无法证明原溶液中是否存在Cl-；

⑤由于原溶液中加入NaOH溶液有白色沉淀产生，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，则含有Al3+、Mg2+；

Na+在水溶液里无色，不会参与上述反应，所以无法判断原溶液中是否存在Na+；

(1)根据以上分析可知，溶液中一定存在的离子有Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-；肯定不存在的离子是Fe2+、 Ba2+、SO32-、HCO3-；尚不能确定的离子是Na+、Cl-；

答案为：Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-；Fe2+、 Ba2+、SO32-、HCO3-；Na+、Cl-； (2) ②中原溶液加入铜片和浓硫酸并加热生成NO，离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。

(3) ⑤中加NaOH溶液，生成的白色沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，当NaOH过量时，部分溶解的是Al(OH)3，离子方程式为：Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；

答案为：Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O。

(4)溶液里的钠离子是否存在一般用焰色反应来确定，钠离子的焰色反应为黄色，实验之前，为防止杂质的干扰，用稀盐酸先清洗铂丝；

答案为：稀盐酸。

3．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。

现有铁、铝的混合物进行如下实验：

(1)操作X的名称是_____。

(2)气体A是_____。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成_____(填化学式)，A在该反应中作为_____(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_____，溶液D中存在的金属离子为_____。

【答案】过滤 H2(或氢气) HCl 还原剂 AlO2- Fe2+

【解析】

【分析】

金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，据此分析解答。

【详解】

(1)操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；

(2)气体A是H2；

(3)A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，；

(4)溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-；铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+。 【点睛】

本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。注意知识的积累是解题的关键， HCl的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；Al既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

4．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是__。

（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式

固体B__；沉淀C__；沉淀D__；溶液E___。

（3）写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式

①__；

②___；

③___；

④__。

【答案】过滤 Al2O3 Al2O3、Fe2O3 Fe2O3 K2SO4、(NH4)2SO4 Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O Al3+＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+ NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl

2Al(OH)3加热Al2O3＋3H2O

【解析】

【分析】

KAl(SO4)2溶于水，Al2O3和Fe2O3均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl(SO4)2，沉淀C为Al2O3和Fe2O3；由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe2O3不反应，沉淀D为Fe2O3，Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al(OH)3沉淀，Al(OH)3受热分解生成固体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E为K2SO4、(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到K2SO4和(NH4)2SO4，然后结合物质的性质及化学用语来解答。

【详解】

(1)溶液和沉淀的分离利用过滤；

(2)由上述分析可知B为Al2O3，C为Al2O3、Fe2O3，D为Fe2O3 溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4；

(3)反应①为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

反应②为Al3++3NH3∙H2O=Al(OH)3↓+3NH4+； 反应③为NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl；

反应④为2Al(OH)3加热Al2O3＋3H2O。

5．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______________________________。