1、高考化学铝及其化合物推断题提高练习题压轴题训练含答案高考化学(铝及其化合物推断题提高练习题)压轴题训练含答案一、铝及其化合物1现有部分短周期元素的相关信息如表所示：元素WXYZ相关信息海水中质量分数最高的元素其为非金属元素，简单气态氢化物溶于水所得溶液呈碱性M层比K层少1个电子其简单离子是第三周期元素的简单离子中半径最小的（1）W在周期表中位于第_周期第_族；（2）上述元素可形成含有共价键的常见二元离子化合物，该化合物的电子式为_，该化合物中阳离子和阴离子的数目比为_。（3）实验室用X的气态氢化物的水溶液制取Z的氢氧化物的方法是_(用离子方程式表示)。（4）W、X的氢化物H2W2、X2H4在一
2、定条件下反应可得到一种单质和常温下为液体的物质，试写出该反应的化学方程式：_。【答案】二 A 2：1 Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ 2H2O2+N2H4=N2+4H2O 【解析】【分析】海水中质量分数最高的元素为O元素，故W为O；X其为非金属元素，简单气态氢化物溶于水所得溶液呈碱性，该简单气态氢化物为NH3，X为N；Y的M层比K层少1个电子，则含有11个电子，即Y为Na；Z的简单离子是第三周期元素的简单离子中半径最小，则Z为Al。【详解】由分析知：W为O、X为N、Y为Na、Z为Al：（1）W为O，在周期表中位于第二周期第A族；（2）Na与O形成Na2O2，Na2O2中含有离
3、子键和共价键，该化合物的电子式为，通过其电子式可知，该化合物中阳离子与阴离子的数目比为2：1；（3）X的氢化物为NH3，W的氢氧化物为Al(OH)3，用氨水制取Al(OH)3的离子方程式为Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+；（4）W、X的氢化物H2W2、X2H4分别为H2O2、N2H4，H2O2与N2H4在一定条件下反应生成N2、H2O，其反应的化学方程式为2H2O2+N2H4=N2+4H2O。2铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：请回答下列问题：（1）玻璃中含有B，刻蚀玻璃的化学方程式为_。（2）沉淀C
4、的成分是_，溶液D中存在较多的阴离子是_。（3）步骤所加入的试剂是_，生成沉淀F的离子方程式是_。【答案】 、 、和 【解析】【分析】首先加入过量盐酸，几种物质里只有不溶于盐酸，即沉淀B，其它元素全部进入溶液A，再加入过量烧碱，和转化为氢氧化物，即沉淀C，而所有铝转变为进入溶液D，接下来要进行一下逆推，工业上铝是电解氧化铝得到的，因此物质M是氧化铝，氧化铝又是从不溶于水的F转化来的，因此F是，反应其实是向溶液中通入二氧化碳气体，故溶液E为碳酸氢钠（此步骤二氧化碳一般都是过量的），据此来分析本题即可。【详解】（1）蚀刻玻璃是用氢氟酸来溶解玻璃中的，其反应方程式为；（2）沉淀C的成分为和，而溶液D
5、中存在较多的阴离子是、和；（3）步骤所加入的试剂是二氧化碳，生成沉淀F的离子方程式为。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：生成Y沉淀：_；B3+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+3OHFe（OH）3 Al3+3NH3H2OAl（OH）3+3NH4+ 2Al+Fe2
6、O32Fe+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
7、；故答案为：AgCl； Fe(OH)3；Al(OH)3；(3)生成Y沉淀的离子方程式为：Fe3+3OHFe(OH)3；故答案为：Fe3+3OHFe(OH)3； Al3+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+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+；故答案为：Al3+3NH3H2OAl(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+Fe2O32 Fe+Al2O3；故答案为：2Al+Fe2O32 Fe+Al2O3。4某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质，现欲制取纯净的氧化
8、铝，某同学设计如下的实验方案。回答下列问题：(1)在操作中要用到的玻璃仪器有_; (2)沉淀C的化学式是_。滤液B中含有的溶质有_(写化学式)；(3)步骤的离子方程式为_。【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒 SiO2 NaAlO2、NaCl、NaOH AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3 【解析】【分析】氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀C为二氧化硅，滤液为氯化铁溶液和氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀D为Fe(OH)3，滤液为NaAlO2，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化
9、铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝。【详解】(1)步骤为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(2)沉淀C为不溶于盐酸的二氧化硅；氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，滤液A中为氯化铝、氯化铁、盐酸，滤液A中加入过量NaOH，氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠，氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，盐酸与碱反应生成氯化钠，则滤液B中有NaAlO2、NaCl、NaOH；(3)步骤为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3。5工业上制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O
10、3杂质）中得到纯净的Al2O3，然后电解Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。其中涉及到的一个反应:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3。(1)图示中实验操作(1)是_；加入的试剂是_（填化学式）(2)试写出B溶液中的溶质的化学式：_(3)写出化学方程式：铝土矿A：_。EF：_。【答案】过滤 Ca(OH)2 或 Ba(OH)2 NaAlO2 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 【解析】【分析】溶液B中通入CO2产生沉淀，说明B溶液为NaAlO2溶液，则是向铝土矿中加入的试剂是NaOH溶液，操作
11、（1）过滤，沉淀C为Fe2O3，则溶液D为Na2CO3，反应为：Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH，故沉淀H为CaCO3，沉淀E为Al(OH)3，F为Al2O3，反应是电解氧化铝得到Al与氧气，据此分析。【详解】（1）将沉淀从溶液中分离出来的操作是过滤；根据反应2NaAlO2CO23H2ONa2CO32Al(OH)3可知，D中含有碳酸钠，E是氢氧化铝，则F是氧化铝，电解氧化铝即得到金属铝。碳酸钠要生成氢氧化钠和沉淀，需要进入的试剂是氢氧化钙，即中加入的试剂是Ca(OH)2 或 Ba(OH)2；（2）由上述分析可知，B为NaAlO2；（3）铝土矿A是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏
12、铝酸钠和水，反应的化学方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；EF是氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为：2Al(OH)3Al2O3+3H2O。6工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如图所示：已知：锂辉石的主要成分为Li2OAl2O34SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。Li2OAl2O34SiO2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O34SiO2H2O。某些物质的溶解度(S)如下表所示：回答下列问题：（1）从滤渣1中分离出Al2O3的流程如下所示：写出生成沉淀的离子方程式：_。（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰
13、乳的作用是_(运用化学平衡原理简述)。（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的理由是_。（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择性透过膜隔开，用惰性电极电解。b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。a中电解时所用的是_(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。电解后，LiOH溶液浓度增大的原因是_。b中生成Li2CO3反应的化学方程式是_。（5）磷酸亚铁锂电池总反应为FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，写出该电
14、池放电时的正极反应：_。【答案】Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4 Ca(OH)2 Ca2+2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀 Li2CO3的溶解度随温度升高而减小 阳离子交换膜 阴极氢离子放电，锂离子向阴极移动 2LiOH+NH4HCO3Li2CO3 +2H2O+NH3 FePO4Li+e-=LiFePO4 【解析】【分析】由工业流程图可知，锂辉石经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，过滤得到滤液1和含有二氧化硅的滤渣1，向滤液1中加入石灰乳调节pH值后，再加入碳酸钠溶液，以增加溶液中Ca
15、2+、OH-的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，向滤液2中加入饱和碳酸钠溶液，反应生成碳酸锂沉淀，过滤、热水洗涤的原因是Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，据此分析解答。【详解】(1)据已知信息可知滤渣1中含有氧化铝和二氧化硅，氧化铝是两性氧化物，而二氧化硅是酸性氧化物，因此首先用盐酸溶解滤渣1，过滤后得到二氧化硅和氯化铝的溶液。向滤液中通入足量的氨气即可生成氢氧化铝，灼烧氢氧化铝即可得到氧化铝，生成沉淀的离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4，故答案为：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4；
16、(2)石灰乳中存在氢氧化钙的溶解平衡Ca(OH)2 Ca2+2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀，而钙离子与碳酸根结合生成碳酸钙沉淀，故答案为：Ca(OH)2 Ca2+2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀；(3)根据表中数据可判断Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，因此最后一个步骤中，用“热水洗涤”可以减少固体溶解而造成的损失，故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小；(4)电解池中阳极失去电子发生氧化反应，阴极氢离子放电，产生氢氧根离子，而锂离子向阴极移
17、动，故a中电解时所用的是阳离子交换膜，故答案为：阳离子交换膜；阴极得到电子，则溶液中的氢离子放电，由于阴极氢离子放电，产生氢氧根离子，而锂离子向阴极移动，所以电解后，LiOH溶液浓度增大。根据原子守恒可判断LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，除得到高纯Li2CO3外还有氨气和水生成，反应的化学方程式为2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+2H2O+NH3，故答案为：阴极氢离子放电，锂离子向阴极移动；2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+2H2O+NH3；(5)根据原电池的工作原理，正极上发生还原反应，得到电子，因此FePO4在正极上发生反应，即正极反应式为FePO4Lie=Li
18、FePO4，故答案为：FePO4Li+e-=LiFePO4。7铝土矿（主要成分为Al2O3,还含有SiO2(不溶于水和酸)、Fe2O3）是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:（1）沉淀A、B的成分分别是_、_;步骤中的试剂a是_;(以上均填化学式)（2）试写出步骤中发生反应的离子方式_、_;【答案】SiO2 Fe(OH)3 NaOH溶液 CO2 +OH- =HCO3- CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3 +HCO3- 【解析】【分析】铝土矿中加入过量试剂盐酸，然后过滤得到沉淀A为SiO2，滤液甲中加入过量NaOH溶液过滤后得到沉淀B和滤液乙，滤液甲中溶质为
19、氯化铝和氯化铁、HCl，沉淀B为Fe（OH）3，滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl，向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液，沉淀C为Al（OH）3，加热氢氧化铝得到氧化铝，以此解答该题。【详解】（1）由以上分析可知A为SiO2，沉淀B为Fe（OH）3，滤液甲中含有Al3+、Fe3+、H+等，应加入氢氧化钠，除去铁离子，将铝离子转化为AlO2-，步骤中的试剂a是NaOH溶液；（2）步骤中与OH-反应生成碳酸氢根离子：CO2+OH-HCO3-，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子反应为：CO2 +AlO2- +2H2OAl(OH)3+HCO3-。【点睛】把握流
20、程中物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析、推断及实验能力的综合考查。离子方程式的书写是解答的易错点，注意二氧化碳是过量的。8信息时代产生的电子垃圾处理不当会对环境构成威胁。某研究小组将废弃的线路板处理后，得到含Cu、Al及少量Fe的金属混合物，并设计如下流程制备硫酸铜和硫酸铝晶体。请回答：（1）步骤所涉及的实验操作方法中，属于过滤的是_（填序号）。（2）步骤中Cu、Al、Fe均能与稀硫酸和浓硝酸的混合物在加热条件下反应，其中氮元素全部转化为NO。该步骤中稀硫酸的作用是_。（3）下列关于步骤的说法正确的是_（填字母）。a 沉淀B为白色固体b H2O2的作用是将Fe2+氧化
21、为Fe3+c 可以用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液（4）已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)318H2O的操作是：将沉淀B转移到烧杯中，_，将溶液加热蒸发、冷却结晶、过滤得到产品。【答案】 提供H+和SO42 b 加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应 【解析】【分析】第步稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+，所以溶液A中的离子是Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+；第步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染
22、，再加入氢氧化钠使Al3+、Fe3+形成氢氧化物沉淀；第步将硫酸铜溶液蒸发结晶得到五水硫酸铜晶体；在沉淀B中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，据此分析解答。【详解】(1)根据上述分析，步骤所涉及的实验操作方法中，步骤中分离得到了沉淀B，为过滤，步骤中得到了五水硫酸铜晶体，也是过滤，因此属于过滤的是和，故答案为：；(2)步骤中Cu、Al、Fe均能与稀硫酸和浓硝酸的混合物在加热条件下反应，其中氮元素全部转化为NO，3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O，该步骤中稀硫酸可以提供H+参与反应，
23、同时提供SO42，在中形成硫酸铜晶体，故答案为：提供H+和SO42；(3)a. 沉淀B的主要成分中有氢氧化铁，是红褐色固体，故a错误；b. H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，便于与铜离子分离，故b正确；c. 如果用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液，则会生成硫酸钡沉淀，因此不可以用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液，故c错误；故答案为：b；(4)已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)318H2O，需要将氢氧化铝和氢氧化铁先分离，可以用氢氧化钠溶解氢氧化铝，过滤除去氢氧化铁固体，然后将溶液酸化即可得到Al2(SO4)3，因此步骤为：将沉淀B转移到烧
24、杯中，加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应，将溶液加热蒸发、冷却结晶、过滤得到产品，故答案为：加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应。9铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如图：（1）写出反应1中涉及的任意一个化学方程式_；（2）滤液中加入CaO生成的沉淀是_，已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L，写出A过量时，反应2的离子方程式_；.以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图：（3
25、）萤石（CaF2）的电子式_；（4）若E为硫酸钙，D为最稳定的气态氢化物，则化合物C是_，写出由D制备冰晶石（Na3AlF6）的化学方程式_。【答案】2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3- H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O 【解析】【分析】I.铝土矿用NaOH溶液处理，Al2O3和SiO2溶解为NaAlO2和Na2SiO3，加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀，过滤后的滤液通入酸性气体，使NaAlO2生
26、成Al(OH)3沉淀，过滤出的Al(OH)3沉淀经煅烧得到Al2O3；.萤石(CaF2)和难挥发酸共热得到HF气体，HF气体和Na2CO3、Al(OH)3反应便得到冰晶石Na3AlF6。可在此基础上解各小题。【详解】.(1)反应1为Al2O3和SiO2和NaOH溶液反应，生成NaAlO2和Na2SiO3，反应的化学方程式为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。答案为：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；(2)滤液中含的Na2SiO3与加入的CaO反应生成CaSiO3沉淀；气体A在
27、标准状况下的密度为1.96g/L，则A的摩尔质量为：M=Vm=1.96g/L22.4Lmol-1=44gmol-1，气体A能与NaAlO2生成Al(OH)3沉淀，故A为CO2。反应2的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-。答案为：CaSiO3；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-；(3)CaF2是离子化合物，由F-和Ca2+构成，故CaF2的电子式为：。答案为：；(4)最稳定的气态氢化物是HF，则D为HF；若E为硫酸钙，化合物C是难挥发酸，则C是H2SO4；根据已知物质和质量守恒，可写出由D(HF)制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为
28、：12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。答案为：H2SO4；12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。【点睛】气体的摩尔质量： ，可根据关系进行气体的摩尔质量和密度之间的互算。10钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。利用含钴废料(含CoO、Co2O3、金属Al、Li等)制取CoCl26H2O的流程图如图所示(1)写出步骤I中主要反应的化学方程式_。(2)步骤II中可用盐酸代替H2SO4与H2O2的混合液，但缺点是_。(3)步骤III中Na2CO3溶液的作用是_。(4)若在实验室煅烧 CaCO
29、3，所需硅酸盐材质的仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有_(填仪器名称)。(5)操作的步骤是_、_、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水的优点是_。(6)CoCl26H2O晶体受热易分解，取119g该晶体加热至某一温度，得到CoCl2xH2O晶体83g，则x=_。【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2、2Li+2H2O=2LiOH+H2 氧化产物为氯气会污染环境 调节pH除去Al3+， 坩埚、泥三角 蒸发浓缩 冷却结晶 减少晶体的溶解损失 2 【解析】【分析】含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)加入烧碱溶液溶解，得到含铝溶液，过滤除去滤液，得到含钴的滤渣，加入浸出剂浸取钴，得到含有Co2+、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸钠溶液调节pH4.55沉淀Al3+：2Al3+3CO32-+2H2O=2Al(OH)3+3CO2，再加入NaF沉淀Li+，之后过滤，向滤液中加
