培优易错试卷铝及其化合物推断题辅导专题训练附答案解析

培优易错试卷铝及其化合物推断题辅导专题训练附答案解析一、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：106a1-197b【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。【点睛】本题考查物质分离和提纯，侧重考查元素化合物性质、氧化还原反应、物质分离和提纯实验操作，注意从整体上分析流程图中每一步发生的反应。2．铬鞣剂[Cr(OH)SO4]可用于提高皮革的耐曲折强度。一种以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4的工艺流程如图：回答下列问题：（1）“焙烧”时，Cr2O3转化为Na2CrO4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(Ca4Fe2Al2O10)，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CH3OH在酸性条件下可被氧化生成CO2，写出Na2Cr2O7与CH3OH反应生成Cr(OH)SO4的化学方程式__。（6）某厂用m1kg的铬渣(含Cr2O340%)制备Cr(OH)SO4，最终得到产品m2kg，则产率为__。【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O2高温4Na2CrO4+4CO2物质的粒度为60目时4CaO·Fe2O3·Al2O3H2SiO3小于2CrO42-+2H+垐?噲?Cr2O72-+H2ONa2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+Na2SO4+4H2O2138100%33mm【解析】【分析】以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4，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Fe2O3，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)SO4。【详解】（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%)522163mkg，则产率为22115238165100%100%5223340%522163mmmm。3．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】FeCl3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2H2S+SO2═3S+2H2OCO32-+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H2S、D为O2、B为S、C为SO2；(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Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2；(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NaAlO2，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−=AlO2−+2H2O；(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H2S、D为O2、B为S、C为SO2，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：2H2S+SO2═3S+2H2O；(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Na2CO3、C为NaHCO3，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：CO32−+CO2+H2O═2HCO3−。4．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+AgClFe（OH）3Al（OH）3Fe3++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2Fe+Al2O3；故答案为：2Al+Fe2O3===高温2Fe+Al2O3。5．图中A~J均为中学化学中常见的物质，它们之间有如下转化关系。其中A、D为金属单质。(反应过程中生成的水及其他产物已略去)请回答以下问题：(1)B是__________，H是_______________。(填化学式)(2)写出J与D反应转化为G的离子方程式_________________________________。(3)A在常温下也可与NaOH溶液反应生成F，写出此反应的化学方程式_______。【答案】Fe2O3Fe(OH)22Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑【解析】【分析】A、D为常见金属单质，B、C为金属氧化物，反应条件是高温进行，可以判断为铝热反应，可以推断A为Al，D为Fe，B为铁的氧化物，结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3，E为A