高考化学专题题库∶铝及其化合物推断题的综合题及答案解析

  • 格式:doc
  • 大小:600.50 KB
  • 文档页数:12

高考化学专题题库∶铝及其化合物推断题的综合题及答案解析一、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。

(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%)522163m kg⨯⨯⨯⨯+⨯,则产率为22115238165100%100%5223340%522163m mmm⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯。

2.某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl-阳离子Al3+、Fe3+、Mg2+、NH4+、Na+现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。

(1)若Y是盐酸,则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的,下同)是________________________,ab段发生反应的离子是________,bc段发生反应的离子方程式为___________________________________。

(2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有的阳离子是____________________, ab段反应的离_______________________________________________________________________。

【答案】SiO32-、AlO2- CO32- Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al3+、Mg2+、NH4+ NH4++OH-=NH3·H2O【解析】【分析】溶液无色说明溶液中不含Fe3+离子;(1)若Y是盐酸,oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3;ab段的特点为消耗盐酸,但沉淀量不变,确定含CO32-;(2)若Y为NaOH,根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+。

【详解】溶液无色说明溶液中不含Fe3+离子;(1)若Y是盐酸,oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3;ab段的特点为消耗盐酸,但沉淀量不变,确定含CO32-;bc段沉淀部分溶液,确定为Al(OH)3和H2SiO3,所以oa段转化为沉淀的离子是AlO2-、SiO32-;ab段发生反应的离子是CO32-+2H+=H2O+CO2↑,发生反应的离子是CO32-;bc段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;(2)若Y为NaOH,根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+,结合图像bc段发生反应:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;oa段发生反应:Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;ab段发生反应NH4++OH-=NH3·H2O。

【点睛】本题主要是考查离子推断、离子方程式的书写。

明确常见离子的性质、依据图像分析反应的原理是答题的关键,题目难度较大。

关于图像的答题需要注意以下几点:①看面:弄清纵、横坐标的含义。

②看线:弄清线的变化趋势,每条线都代表着一定的化学反应过程。

③看点:弄清曲线上拐点的含义,如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。

曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。

3.己知A为淡黄色固体,R是地壳中含量最多的金属元素的单质,T为生活中使用最广泛的金属单质,F是无色无味的气体,H是白色沉淀,W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色。

(1)物质A的化学式为___。

(2)B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为___。

(3)H在潮湿空气中变成M的实验现象是___,化学方程式为___。

(4)A和水反应生成B和C的离子方程式为___,A可以作为呼吸面具的___。

(5)W和T反应的离子方程式___。

【答案】Na2O2 2Al +2H2O + 2OH- =2AlO2- +3H2↑白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)3 2Na2O2 +2 H2O=4 Na+ + 4OH- + O2↑供氧剂 2Fe3+ + Fe =3Fe2+【解析】【分析】题干已经对部分物质的特征进行了描述,可先根据某些物质的特定表征直接得出该物质,地壳含量最多金属为Al,T为最广泛使用的金属单质,则为Fe,W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色,则W含有Fe3+。

根据上述能直接确定的物质,结合各物质间转换图解答此题。

【详解】(1).A为淡黄色固体,常见物质可能为Na2O2或S,A与水的产物B可与Al反应,同时C 又与Fe反应。

综上可推知A应为Na2O2,答案为Na2O2。

(2).根据分析B为NaOH,R为Al,答案为2Al +2H2O + 2OH- =2AlO2- +3H2↑。

(3).根据分析,A与水反应产物C为氧气,B为NaOH。

D为Fe在氧气中燃烧产物Fe3O4,H为白色沉淀,则H应为Fe(OH)2。

W 含有Fe3+,说明Fe(OH)2发生氧化生成Fe(OH)3。

答案为白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)3。

(4).A为Na2O2与水反应生成NaOH和O2,同时Na2O2与水和CO2反应生成的氧气供人呼吸。

故答案为2Na2O2 +2 H2O =4 Na+ + 4OH- + O2↑,供氧剂。

(5).由分析可知W为FeCl3,T为金属Fe。

答案为2Fe3+ + Fe =3Fe2+。

【点睛】解答本题需要对某些物质的特定表征非常熟悉,首先应该根据这些表征即得出对应物质,然后再结合各种物质之间的转换关系和相关描述合理推导出其他对应的物质。

4.已知A、B、C、D是中学化学的常见物质,且A、B、C均含有同一种元素。

在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。

请回答下列问题:(1)若A可用于自来水消毒,D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液不能得到B。

则B的化学式为__。

(2)若D是氯碱工业的主要产品之一,B有两性,则反应②的离子方程式是__。

(3)若A、C、D都是常见气体,C是导致酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式为___。

(4)若A的焰色反应呈黄色,D为二氧化碳,则反应②的离子方程式是___。

【答案】FeCl3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 2H2S+SO2═3S+2H2O CO32-+CO2+H2O═2HCO3-【解析】【分析】(1)D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则D是铁,A可用于自来水消毒,A为Cl2;(2)若D 是氯碱工业的主要产品之一,B 有两性,D 为NaOH 、B 为Al(OH)3;(3)C 是形成酸雨的主要气体,则A 为H 2S 、D 为O 2、B 为S 、C 为SO 2;(4)若A 的焰色反应呈黄色,说明A 中含有Na 元素,且A 、B 、C 均含有同一种元素据此分析。

【详解】(1)D 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则D 是铁,A 可用于自来水消毒,由转化关系可知,A 为Cl 2、B 为FeCl 3、C 为FeCl 2;(2)若D 是氯碱工业的主要产品之一,B 有两性,由转化关系可知,A 为铝盐、D 为NaOH 、B 为Al(OH)3、C 为NaAlO 2,反应②为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式是:Al(OH)3+OH −=AlO 2−+2H 2O ;(3)若A 、C 、D 都是常见气体,C 是形成酸雨的主要气体,则A 为H 2S 、D 为O 2、B 为S 、C 为SO 2,反应③为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水,反应的化学方程式为:2H 2S+SO 2═3S+2H 2O ;(4)若A 的焰色反应呈黄色,D 为二氧化碳,由转化关系可知,A 为NaOH 、B 为Na 2CO 3、C 为NaHCO 3,反应②为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,反应的的离子方程式是:CO 32−+CO 2+H 2O ═2HCO 3−。