2021年高考化学专题练习:铝热反应
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2020-2021全国各地高考化学分类:铝及其化合物推断题综合题汇编含详细答案一、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+。
2020-2021高考化学铝及其化合物推断题的综合题试题附答案一、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:Al3++3NH3﹒H2O= Al(OH)3↓+3NH4+,故答案为:氨水;Al3++3NH3﹒H2O= Al(OH)3↓+3NH4+。
2020-2021高考化学铝及其化合物推断题综合题及答案解析一、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-经典压轴题附答案一、铝及其化合物1.将铁、铝的混合物进行如下实验:(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________(填化学式)。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中的阴离子除OH-外还有________(填离子符号,下同),溶液D中存在的金属离子为________。
(5)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为___________;加入稀盐酸发生反应的离子方程式为_________。
(6)向溶液D中加入NaOH溶液,观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,请写出沉淀转化的化学方程式:___________。
【答案】过滤 H2还原剂 AlO2- Fe2+ 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【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,故答案为:过滤;(2)根据上述分析可知,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,故答案为: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,故答案为: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+,故答案为:AlO2-;Fe2+;(5)加入足量NaOH溶液时,Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,加入稀盐酸,Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁,发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;(6)溶液D为FeCl2,向溶液D加入NaOH溶液,观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,其中沉淀转化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
2021年高考化学专题复习:金属的冶炼方法一、单选题1.下列工业生产中不涉及...氧化还原反应的是( ) A .合成氨 B .制漂白粉 C .冶炼Fe D .煅烧石灰石 2.下列物质的工业制法正确的是( )A .制钛:用金属钠置换出四氯化钛(TiCl 4)溶液中的钛B .炼铁:炼铁高炉中碳在高温下还原铁矿石中的铁C .制纯碱:用饱和氯化钠、氨气、二氧化碳作原料制得碳酸氢钠,再加热碳酸氢钠制得纯碱D .制漂白粉:用氯气与石灰水反应制得次氯酸钙和氯化钙3.下列金属的冶炼中,通常是电解法制的是( )A .CuB .AlC .FeD .Ag4.金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。
下列冶炼金属的方法属于热还原法的是( ) A .2NaCl (熔融)22Na Cl +↑通电 B .322WO 3H W 3H O ∆++ C .44Fe CuSO Cu FeSO ++═ D .222Ag O Ag O ∆+↑ 5.金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法正确的是( ) A .工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的B .合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C .镁、铁、铬、锰等金属都可以用铝热法制得D .冶炼金属时,必须加入一种物质作为还原剂6.下列金属冶炼的反应原理,不正确的是( )A.2Ag2O4Ag+O2↑B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2C.6MgO+4Al6Mg+2Al2O3D.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑7.下列金属①铁;②镁;③锰;④钒;⑤铬可用对应的氧化物和铝粉通过铝热反应制备的是()A.①②④B.①②③⑤C.①③④⑤D.②③④⑤8.将盛有等质量等质量分数的足量的稀硫酸的烧杯放在天平上、调平,同时向两烧杯中加入等质量、形状相似的锌和铁。
如图所示:则从开始反应到不再产生气体为止,指针偏转的情况是()A.先偏左后偏右B.先偏右后偏左C.一直偏右D.一直偏左9.从人类利用金属的历史看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事,造成这个先后顺序事实的最主要因素是()A.金属活动性及冶炼的难易程度B.金属的导电性C.金属的延展性D.地壳中金属元素的含量10.下列有关叙述正确的是()①氧化镁:可用作耐火材料;②二氧化硅:制造计算机芯片;③水玻璃:可作木材防火剂;④铝热反应既可用于焊接钢轨,也可用于工业上冶炼铁;⑤水煤气属于清洁能源;⑥浓硫酸:可用于干燥Cl2、SO 2、H2S 等气体;⑦“84”消毒液主要成分为次氯酸钠,使用时加入浓盐酸可以增强消毒效果;⑧用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料,能减少白色污染及其危害A.②③④⑤B.②④⑤⑥C.①③⑤⑧D.①③⑥⑦11.X、Y、Z、M代表四种金属元素,金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,Z极上有H2放出;若电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出;又知M2+的氧化性强于Y2+。
2022届高三化学高考备考一轮复习训练—铝及其化合物(一)【原卷部分】一、单选题(共26题)1.铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al 粉与34Fe O 发生反应所得黑色固体的成分,实验过程及现象如下:下列说法不正确的是( ) A.反应①产生的气体是2H B.反应②为2322Al O 2OH 2AlO H O --++C.反应③的白色沉淀是3Al(OH)D.黑色固体中不含Al 和34Fe O2.以下为探究铝片(未打磨)与23Na CO 溶液的反应。
①加热前,铝片表面产生细小气泡;A.23Na CO 溶液中存在水解平衡:23223CO 2H O H CO 2OH --++B.推测出现白色浑浊的原因为23232AlO HCO H OAl(OH)CO --++↓+↑C.对比Ⅰ、Ⅱ,说明23Na CO 溶液能破坏铝表面的氧化膜D.加热和2H 逸出对23CO -水解平衡移动方向的影响是相反的3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )A. ()()()Na 2H3O AlCl aq Al s aq NaAlO −−−→−−−→电解B. ()()()()22MgCl aq Mg OH s MgO s −−−→−−−→石灰乳煅烧C. ()()2Cl Al322O s Fe e Cl F s Fe −−−→−−−→高温点燃D. ()()2223MgCl Mg a OH CO q Mg −−−→−−−→盐酸电解4.有关铝及其化合物的说法错误的是( ) A.氧化铝熔点较高,是一种优良的耐火材料 B.可用铝壶烧开水,不可用其长期存放食醋、碱水 C.铁易生锈,而铝在空气中较稳定,所以铁比铝活泼 D.氢氧化铝能中和胃酸,可用于制胃药5.某学生探究0.25moI/L Al 2(SO 4)3溶液与0.5mol/L Na 2CO 3溶液的反应,实验如下: 实验1实验2A.实验I 中,白色沉淀a 是Al(OH)3B.实验2中,白色沉淀b 含有2-3COC.实验1,2中,白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH 无关D.检验白色沉淀a 、b 是否洗涤干净,均可用盐酸酸化的BaCl 2溶液 6.向等物质的量浓度的HCl 、AlCl 3、NH 4Cl 、MgCl 2混合溶液中逐滴加入1mol·L -1的NaOH 溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH 溶液的体积关系如图所示。
普通高等学校招生全国统一考试(湖北卷)理科综合测试化学试题解析6. 等浓度的下列稀溶液:①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇,它们的pH 由小到大排列正确的是A .④②③① B.③①②④ C .①②③④ D .①③②④【答案】D【解析】在浓度相同的条件下,根据醋酸与碳酸钠反应生成二氧化碳的事实判断醋酸的酸性大于碳酸,而苯酚和乙醇不能使酸碱指示剂变色说明这两种物质的酸性很弱;苯酚能与氢氧化钠溶液反应,乙醇只能与钠反应,所以四种物质的酸性由强到弱的顺序是醋酸、碳酸、苯酚、乙醇。
酸性越强,pH 越小。
7.下列叙述错误的是A .用金属钠可区分乙醇和乙醚B.用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3-己烯C .用水可区分苯和溴苯D.用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛【答案】D【解析】甲酸甲酯和乙醛中都含有醛基,可以与银氨溶液反应得到银单质,D 项错误。
乙醇中含有羟基,可以与金属钠反应生成气体,而乙醚则不能,因此可以鉴别,A 项正确,高锰酸钾可以氧化含有碳碳双键的3—己烯,而不能氧化烷烃,B 项正确。
苯和溴苯均不溶于水,而苯的密度大于水,溴苯的密度小于,因此可以用水鉴别,C 项正确。
8.在容积可变的密闭容器中,2mol 2N 和8mol 2H 在一定条件下反应,达到平衡时,2H 的转化率为25%,则平衡时氨气的体积分数接近于A.5%B.10%C.15%D.20%【答案】C【解析】根据题意可知,发生反应的氢气的物质的量为8mol×25%=2mol ,因此可得下列“三段式”: mol N 2 + 3H 2 2NH 3初 2 8 0转 32 2 34 平34 6 34 在同温同压下,气体的体积比等于物质的量之比,因此平衡时氮气的体积分数等于其物质的量分数,即为%15%1003463434≈⨯++9.室温时,将浓度和体积分别为1c 、1V 的NaOH 溶液和2c 、2V 的3CH COOH 溶液相混合,下列关于该混合溶液的叙述错误的是A .若7ph ,则一定是 1122c v c v =B .在任何情况下都是3()()()()c Na c H c CH COO c OH ++--+=+C.当pH=7时,若12v v =,则一定是21c cD.若 12v v =,21c c =,则 33()()()c CH COO c CH COOH c Na -++=【答案】A【解析】当NaOH 和CH 3COOH 按一定比例混合发生反应有三种情况:①若恰好完全反应,即c 1V 1=c 2V 2,生成物CH 3COONa 是强碱弱酸盐,溶液呈碱性。
2021届高三化学一轮复习——铝的性质及应用(学案及训练)核心知识梳理1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子结构示意图为。
铝是地壳中含量最多的金属元素。
自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。
3.金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式):①②2Al +3Cl 2=====点燃2AlCl 3③④2Al +2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑⑤2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe(铝热反应)问题思考依据Al 单质的性质,思考回答下列问题:(1)铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能?(2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热,可观察到铝熔化而不滴落,原因是______________。
(3)将Al 和Na 的单质同时加入一定量的水中,充分反应后,发现既无沉淀生成又无残留金属存在,请用两个化学反应方程式表示其变化:①________________________________________________________________________, ②________________________________________________________________________。
答案 (1)铝在常温下迅速被氧气氧化,形成一层致密的氧化膜,保护铝不再被氧化,因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。
(2)铝表面很快形成致密氧化膜,其熔点高于铝(3)①2Na +2H 2O===2NaOH +H 2↑ ②2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑4.铝合金的性能和用途(1)金属铝与其他金属(或非金属)熔合形成铝合金。
铝合金具有密度小,强度高,塑性好等优点。
2020-2021高考化学铝及其化合物推断题的综合热点考点难点及详细答案一、铝及其化合物1.氢能源是一种重要的清洁能源。
现有两种可产生H2的化合物甲和乙。
将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25g/L。
请回答下列问题:(1)甲的化学式是__________;乙的电子式是__________。
(2)甲与水反应的化学方程式是__________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是__________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式__________。
有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O,请设计实验方案验证之__________(已知Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。
【答案】AlH3 AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑ Mg3N2 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O【解析】【分析】将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72L的H2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液,因此白色沉淀是Al(OH)3,则金属单质是铝,因此甲是AlH3。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25g·L-1,则丙的相对分子质量是1.25×22.4=28,因此丙是氮气,则乙是氨气NH3,据此解答。
【详解】(1)根据以上分析可知甲的化学式是AlH3。
乙是氨气,含有共价键的共价化合物,电子式为;(2)甲与水反应生成氢气和氢氧化铝,反应的化学方程式是AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑。
2020-2021大连高考化学压轴题之铝及其化合物推断题(高考题型整理,突破提升)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 。
第1课时 金属矿物的开发利用目标导航] 1.了解金属在自然界中的存在形式,掌握金属冶炼的一般方法和原理。
2.掌握铝热反应原理及实验步骤。
3.了解金属回收和资源保护的意义。
4.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
一、金属的冶炼1.金属在自然界中存在的形态除了金、铂等极少数金属以外,绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界。
在这些金属化合物中,金属元素都显正化合价。
2.金属冶炼的原理金属的冶炼是利用氧化还原反应原理,在一定条件下,使金属离子得到电子被还原成金属原子,从而获得金属单质。
即:M n ++n e -===M 。
3.金属的冶炼方法(1)热分解法:适用于金属活动性顺序表中Hg 及其以后的金属。
2HgO=====△2Hg +O 2↑;2Ag 2O=====△4Ag +O 2↑。
(2)热还原法:适用于金属活动性顺序表中Zn 、Cu 之间的金属。
Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2; WO 3+3H 2=====高温W +3H 2O ; Cr 2O 3+2Al=====高温Al 2O 3+2Cr 。
(3)电解法:适用于金属活动性顺序表中Al 及其以前的金属。
2Al 2O 3(熔融)=====电解冰晶石4Al +3O 2↑; 2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
提醒 (1)电解熔融的NaCl 和电解NaCl 溶液的产物不同。
(2)工业上冶炼镁是电解MgCl 2而不是MgO 的原因是MgO 的熔点比MgCl 2的高,冶炼铝是电解Al 2O 3而不是AlCl 3的原因是AlCl 3是共价化合物,熔融状态不导电。
议一议1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×” (1)黄金的冶炼可用热分解法( )(2)金属阳离子被还原,一定会得到金属单质( ) (3)工业上电解MgCl 2溶液制取Mg( ) 答案 (1)× (2)× (3)×2.利用CO 冶炼铁的反应是置换反应吗?答案 3CO +Fe 2O 3=====高温2Fe +3CO 2,不是置换反应 二、金属矿物的开发利用 1.合理开发利用金属资源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源,还会造成环境污染,地球上的金属资源是有限的,是不可再生的,因此金属资源应合理地开发利用。
2020-2021上海高考化学复习铝及其化合物推断题专项易错题一、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。
2020-2021高考化学化学反应原理综合考查(大题培优)含答案解析一、化学反应原理综合考查1.铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。
①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al 2O 3(s)+AlCl 3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=_______________。
②碳热还原Al 2O 3冶铝的部分反应如下: Ⅰ.2Al 2O 3(s)+9C(s)=Al 4C 3(s)+6CO(g) △H 1=akJ/mol Ⅱ. 4Al 2O 3(s)+Al 4C 3(s)=3Al 4O 4C(s) △H 2=bkJ/mol Ⅲ. Al 4O 4C(s)+Al 4C 3(s)=8Al(g)+4CO(g) △H 3=ckJ/mol 反应Al 2O 3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H =__________kJ/mol③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM +、阴离子为AlCl 4-、Al 2Cl 7-)作电解质,可实现电解精炼铝。
粗铝与外电源的_____________极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为_______________。
(2)真空条件及1173K 时,可用铝热还原Li 5AlO 4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:__________________________。
(3)用Al 、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO 3--N),在45℃,起始c (KNO 3-N)为50mg·L -1、维持溶液呈中性并通入Ar 等条件下进行脱除实验。
结果如图所示(c 0为起始浓度、c 为剩余浓度):①纯Al 在0~3h 时,NO 3-几乎没有被脱除,其原因是_______________________;写出3h 后NO 3-被还原为N 2的离子方程式:____________________________。
高中化学复习知识点:铝热反应一、单选题1.用铝热法还原下列化合物,1mol化合物完全反应,需消耗铝单质最多的是( ) A.MnO2B.WO3C.Co3O4D.Cr2O3 2.下列物质的制取原理错误的是()A.金属钠的制取:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.金属镁的制取:MgO+CO Mg+CO2C.金属铬的制取:Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3D.金属汞的制取:2HgO2Hg+O2↑3.用下列装置不能达到有关实验目的的是()A.用甲图装置可制得金属锰B.用乙图装置可制备Fe(OH)2C.用丙图装置可从煤焦油中分离得到苯和甲苯D.用丁图装置可干燥、收集氨气,并吸收多余的氨气4.下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是A .AB .BC .CD .D5.如图是铝热反应的装置图,对该反应叙述正确的是( )A .铝热反应是放热反应,所以常温下可以反应B .图中a 为Mg 条,b 为KClO 3,c 为Al 2O 3和Fe 的混合物C .KClO 3是该反应的催化剂D .利用铝热反应可焊接钢轨,也可冶炼锰等难熔金属 6.用下列装置不能达到实验目的的是A .用甲图装置比较NaHCO 3和Na 2CO 3的热稳定性B .用乙图装置制备Fe (OH )2C .用丙图装置制备并收集少量NO 2气体D .用丁图装置制取少量金属锰 7.下列物质属于纯净物的是( ) A .铝热剂B .硬铝C .生铁D .四氧化三铁8.下列反应中,不属于铝热反应的是( ) A .2323高温Al+3FeOAl O Fe + B .3232高温Al+WO Al O W +C .2232点燃4Al+3O Al O D .223423高温Al+3MnO Al O Mn +9.下列反应速率(v )和温度(T )的关系示意图中与铝热反应最接近的是A .B .C.D.二、多选题10.实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。
2020-2021高考化学综合题专题复习【铝及其化合物推断题】专题解析及详细答案一、铝及其化合物1.由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。
工艺流程如下:(注:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)(1)工业上电解法获得金属铝的过程中,须在氧化铝中加入______,其目的是____。
(2)精炼前,需清除坩埚内的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,铝与氧化铁反应的化学方程式为:__________。
(3)将Cl2连续通入粗铝熔体中,杂质随气泡上浮除去。
气泡的成分有____;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中的物质有________。
(4)在用废碱液处理A时,写出主要反应的离子方程式______。
(5)镀铝电解池中,以钢材镀件和铝为电极,熔融盐做电解液。
则金属铝为________极。
电镀选择在170℃下进行的原因是_________。
采用的加热方式最好是_________。
(填字母选项)A 水浴 b 油浴 c 直接强热快速升温至170℃(6)钢材表面镀铝之后,能有效防止钢材腐蚀,其原因是_______。
【答案】冰晶石或Na3AlF6降低氧化铝熔融所需的温度 2Al+Fe2O3高温2Al2O3+2Fe Cl2、HCl和AlCl3 NaCl Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O H++OH-=H2O 阳极,防止氯化铝升华损失b 铝在钢材表面形成致密的氧化铝膜,保护了内层金属【解析】【分析】(1)根据氧化铝的熔点高,为降低其熔点,常加入冰晶石;(2)氧化铁和铝在高温的条件下生成氧化铝和铁;(3)粗铝含有一定量的金属钠和氢气,钠、铝和氯气反应生成了氯化钠和氯化铝,氢气和氯气发生反应生成氯化氢,以及NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华,在结合物质之间的反应来分析;(4)酸性气体能和强碱反应,用烧碱来处理尾气;(5)电镀池中镀件金属作阳极,金属发生氧化反应;根据氯化铝在在181℃升华;根据水浴的最高温度为100℃,油浴的温度大于100℃,且受热均匀;(6)根据氧化铝的性质来回答。
2020-2021高考化学综合题专练∶铝及其化合物推断题及答案一、铝及其化合物1.工业上常采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计流程如图:(1)溶解烧渣选用的足量的酸的名称是___。
(2)固体1的主要成分是___。
(3)加入药品X后,溶液1中主要反应的离子方程式为___。
(4)从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解,经过、___、___过滤等步骤得到晶体。
(5)有同学认为在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O,你认为这一方案___(填写“可行”或“不可行”)。
【答案】硫酸 SiO2 Fe+2Fe3+=3Fe2+蒸发浓缩冷却结晶不可行【解析】【分析】硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)中加入足量稀硫酸,发生的反应有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,SiO2不溶于稀硫酸,然后过滤,得到的固体1成分为SiO2,滤液1中含有Fe2(SO4)3、H2SO4、Al2(SO4)3;在滤液1中加入X,然后加入NaOH溶液并调节溶液的pH,得到固体2为Al(OH)3和溶液2,从溶液2中能得到FeSO4•7H2O晶体,说明溶液2中溶质为FeSO4,则X 具有还原性,能将Fe3+还原为Fe2+,且不能引进新的杂质,则X为Fe,加入试剂X发生的离子反应有2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,将溶液2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO4•7H2O晶体,据此分析解答。
【详解】(1)根据最终产物为七水合硫酸亚铁可知溶解烧渣的酸为硫酸;(2)固体1为不溶于硫酸的SiO2;(3)试剂X为Fe,可还原铁离子,离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+;(4)从溶液中得到晶体一般需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(5)在溶液1中含有铁离子和铝离子,加过量的氢氧化钠,铝离子转化为偏铝酸根离子,铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铁沉淀,所以最终得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,所以不可行。
2021年化学高考一轮复习--铝及其化合物一、铝铝元素在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。
铝为银白色金属,熔点为660.40C,沸点为24670C密度为2.7g·cm-3,导电性仅次于银、铜和金。
1.铝跟非金属反应:常温下,铝被空气里的氧气氧化,在表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属继续与氧气反应。
铝在空气中强热:4Al+3O22Al2O3(反应放出大量的热和耀眼的白光,因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。
铝与氮气在高温下反应:2Al+N22AlN,铝容易和卤素反应,常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝;在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝。
在高温下也能和硫、氮气、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。
2.铝与酸反应(1)与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应:2Al+6H+ =2Al3++3H2↑(2)常温下,铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。
所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸。
(3)加热时,铝与热浓硫酸、浓硝酸反应:2Al+6H2SO4(浓) Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(4)铝与稀硝酸反应不产生H2。
3.铝与强碱溶液反应:2Al+6H2O=Al(OH)3↓+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
上述两个反应叠加得:2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑4.铝与某些金属氧化物反应:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,这个反应称为铝热反应,铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂.铝热反应可用于焊接钢轨,可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。
如10Al+3V2O55Al2O3+6V ,8Al+3Co3O44Al2O3+9Co,8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe等。
例1、下列说法正确的是。
①铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼②由于铝的导电性比铜、银都强,所以常用其制造电线、电缆③常温下,由于铝与浓硫酸钝化时不反应,所以可用铝制槽车运送浓硫酸④铝既能溶于酸,又能溶于碱⑤将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,取澄清溶液将其蒸干,得纯净的NaAlO2固体⑥两份相同质量的铝粉,分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生的氢气的质量前者多⑦不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化⑧常温下,相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完⑨与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存:Fe2+、K+、NO-3、SO2-4⑩浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,产生红棕色气体⑪用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,说明铝的熔点较低⑫用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH−+2H2O===2AlO-2+3H2↑例1、④⑥⑫【解析】铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜,①错误;铝的导电性比铜、银都弱,②错误;钝化是形成致密的氧化膜阻碍反应进行,不是不反应,③错误;铝既能溶于酸,又能溶于碱,且均反应放出氢气,④正确;铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,蒸干得到的不是纯NaAlO2,⑤错误;由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生的H2的质量相等,⑥正确;铝只与浓硝酸之间有钝化作用,稀硝酸没有钝化作用,不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝片与HNO3反应生成污染环境的NO 等气体,同时由于铝不纯,制备的硝酸铝不纯,⑦错误;常温下铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化不可能完全溶解,⑧错误;与Al能放出氢气的,同业可能显酸性也可能显碱性,若是碱性,则Fe2+和OH-不共存,若酸性,NO3-在酸性条件下具有强氧化性,不产生H2,⑨错误;常温下铝在浓硝酸中钝化,观察不到红棕色NO2气体,⑩错误;铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,⑪错误;铝能够与氢氧化钠反应而镁不能,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,⑫正确。
2020-2021高考化学综合题专练∶铝及其化合物推断题附答案解析一、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。
2021年高考化学专题练习:铝热反应1.“铝热反应”是一种重要的化学反应,下列说法正确的是( ) A.是吸热反应B.铝热剂是纯净物C.铝热剂是混合物D.铝热反应不是氧化还原反应2.下列关于铝热反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe的说法不正确的是( )A.该反应中Al作还原剂B.该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2 C.该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子D.该反应可用于焊接钢轨3.下列氧化物不能跟铝粉组成铝热剂的是( )A. WO3B. MgOC. MnO2D. V2O 54.下列物质的组合,不属于铝热剂的是( ) A. FeO+AlB. Mg+Al2O 3C. Al+V2O 5D. Al+Cr2O 35.铝用来焊接钢轨是利用( )A.铝同氧气反应生成稳定的保护层B.铝是热的良导体C.铝是强还原剂,铝热反应放热D.铝合金强度大6.用铝热剂冶炼难熔金属,是因为铝( )①具有导电性②具有较强的还原性③具有延展性④被氧化过程中放出大量的热.A.①B.①②③C.②④D.①②③④7.铝能用于冶炼难熔的金属(如Fe、Mn等),这是因为铝( )A.具有两性B.导电性好C.熔点低D.还原性强及反应中放出大量的热8.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。
下列说法不正确的是( )A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol e-D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化9.下列有关金属冶炼的说法中,不正确的是( ) A.用电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁B.在加热情况下利用氢气还原三氧化二铝得到金属铝C.用铝热法炼得熔点较高的金属铬D.直接加热氧化汞得到金属汞10.图是铝热反应(2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe)的实验装置,有关该反应的下列说法中正确的是( )A. a 为镁条B. b为氧化铁与铝粉混合物C. 2 mol氧化剂参与反应则电子转移6N A个电子D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为1:211.铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等),这不是因为( ) A.铝具有还原性B.铝具有导电性C.铝较Cr、V、Mn等价格便宜D.冶炼反应放出大量的热12.铝能用于冶炼熔点高的金属(如V、Cr、Mn等),用到的铝的性质是( )A.银白色金属B.熔、沸点相对较低C.导电、导热性能好D.还原性强,在反应中释放出大量的热13.关于铝热反应,下列说法不正确的是( )A.铝热反应是吸热反应B.铝热剂是混合物C.铝热反应为氧化还原反应D.铝热反应需在高温条件下进行14.能用铝作原料来冶炼难熔的金属是因为( )A.铝的密度小,熔点较低B.铝在空气中燃烧放出大量的热C.铝在金属活动性顺序表中排在较前面D.铝具有还原性,发生铝热反应时放出大量热15.用铝热法还原下列氧化物,制得金属各1 mol,消耗铝最少的是( )A. MnO2B. WO3C. Cr2O 3D. Co3O 416.用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少的是( )A. Fe3O 4B. MnO2C. V2O 5D. Cr2O 317.用铝热法还原下列物质,制得金属各1mol,消耗铝最少的是( )A. Fe3O 4B. MnO2C. Cr2O 3D. V2O 518.把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂,分成两等份。
一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应;另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。
前后两种情况下生成的气体的质量比是( )A. 3∶2B. 2∶3C. 1∶1D. 28∶919.现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(假定反应前后溶液的体积不变)。
①向其中一份固体中加入100 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得溶液中c(OH-)=1 mol·L-1②向另一份固体中加入100 mL 4.0 mol·L-1的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且c(H+)=0.1 mol·L-1则①、②操作中总共产生的气体的体积(标准状况)为( )A. 2.352 LB. 2.448 LC. 2.688 LD. 2.856 L20.下列选项中的哪种物质可以与氧化铁在高温下发生铝热反应( )A.焦炭B.一氧化碳C.氧化铝D.金属铝粉参考答案1.【答案】C【解析】铝热剂为铝和金属氧化物的混合物,反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质,为放热反应。
2.【答案】C【解析】由题中化学方程式可知,反应中Fe元素的化合价由+3价降为0价,则冶炼1 mol Fe应转移3 mol电子。
3.【答案】B【解析】铝热反应的实质为金属单质之间的置换反应,能跟铝粉组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应较铝弱。
4.【答案】B【解析】铝热反应的实质为金属单质之间的置换反应,能跟铝粉组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应较铝弱。
5.【答案】C【解析】铝是强还原剂,而铝热反应要放出大量的热,可达到很高的温度,生成氧化铝和液态铁,从而将钢轨焊接在一起。
6.【答案】C【解析】根据铝的还原性强,且还原其他金属时放出大量的热,故常用于冶炼难熔金属。
用铝热剂冶炼难熔金属,是因为还原性强,且还原其他金属时放出大量的热,与导电性、延展性无关。
7.【答案】D【解析】铝能够与某些高熔点的金属氧化物(如Fe2O3、MnO2、V2O5等)组成铝热剂,利用铝的强还原性及冶炼反应中放出大量热,使难熔金属熔化而分离出来。
8.【答案】C【解析】Fe3O4中3个Fe共显+8价,故1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移8 mol e-,C项错误。
9.【答案】B【解析】铝的活泼性比氢强,不能通过热还原的方法冶炼,应选用电解法冶炼,B项符合题意。
10.【答案】A【解析】A项,a为镁条,起引燃作用,正确;B项,混合物中的镁条燃烧时,氯酸钾是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应,由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发,就可剧烈进行,放出的热使生成的铁熔化为液态,错误;C项,2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,该反应中氧化剂是氧化铁,2mol氧化剂参与反应则电子转移12N A个电子,错误;D项,该反应中还原剂是铝,氧化产物是氧化铝,还原剂和氧化产物的物质的量之比为2∶1,故D错误。
11.【答案】B12.【答案】D【解析】铝热法冶炼金属利用的是铝的还原性强,在反应中释放大量的热,在高温下,将活泼性相对弱的金属从其化合物中置换出来的性质。
13.【答案】A【解析】铝热反应是放热反应,选项A错误。
14.【答案】D【解析】利用铝来冶炼难熔的金属是利用铝热反应来进行的。
在铝热反应中,铝表现出还原性,可置换出其他金属;另外铝热反应还有一个特点就是反应能放出大量的热,可使置换出的金属熔化,达到冶炼的目的。
15.【答案】D【解析】根据化合价的变化判断,化合价变化的数值越小,说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少,则消耗铝的量最少。
A项,MnO2~Mn,生成1 mol Mn,需要4 mol电子,消耗mol Al;B项,WO3~W,生成1 mol W,需要6 mol电子,消耗2 mol Al;C项,Cr2O3~Cr,生成1 mol Cr,需要3 mol电子,消耗1 mol Al;D项,Co3O4~Co,生成1 mol Co,需要mol电子,消耗mol Al,消耗Al最少的是Co3O4。
16.【答案】A【解析】根据氧化物元素化合价的变化判断得失电子数目,还原出物质的量相同的金属所消耗的铝最少,金属元素的化合价的变化应最少。
A项,生成1 mol Fe,需得电子mol;B项,生成1 mol Mn,需得电子4 mol;C项,生成1 mo lV,需得电子5 mol;D项,生成1 mol Cr,需得电子3 mol,则得电子最少的为Fe3O4,消耗的铝最少。
17.【答案】A【解析】根据化合价的变化判断,化合价变化的数值越小,说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少,则消耗铝的量最少。
A项,Fe3O4-Fe,生成1 mol铁,需得电子mol,消耗molAl;B项,MnO2~Mn,生成1 mol Mn,需要4 mol电子,消耗mol Al;C项,Cr2O3~Cr,生成1 mol Cr,需要3 mol电子,消耗1 mol Al;D项,生成1 mol V,需得电子5 mol,消耗mol Al,消耗Al最少的是Fe3O4。
18.【答案】C【解析】本题应分析两个过程中电子转移的数目。
铝置换出铁,铁再和盐酸反应生成H 2和铝直接与烧碱反应生成H2转移的电子数目应该相同,化学方程式如下:2Al+3FeOAl2O3+3Fe,3Fe+6HCl===3FeCl2+3H2↑;2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为1∶1。
19.【答案】D【解析】①中消耗n(NaOH)=0.1 L×(2 mol·L-1-1 mol·L-1)=0.1 mol,无论是Al还是Al2O3,与NaOH溶液反应后都生成NaAlO2,则铝热剂中所含铝元素的物质的量为0.1 mol;②中根据电荷守恒:2n(Fe2+)+3n(Al3+)+n(H+)=n(Cl-),n(Fe2+)=0.045 mol,则铝热剂中n(Fe2O3)=0.022 5 mol。
该铝热剂充分反应后得到0.022 5mol Al2O3、0.045 mol Fe且剩余0.055 mol Al,故产生的气体的体积为(0.045 mol+0.055 mol×)×22.4 L·mol-1=2.856 L。
20.【答案】D【解析】铝热反应为以铝为还原剂在高温下发生氧化还原反应生成金属单质,工业上用铝粉还原一些金属氧化物,这类反应称为铝热反应,只有D正确。