2020-2021【化学】化学-铝及其化合物推断题的专项-培优-易错-难题练习题及答案

2020-2021【化学】化学铝及其化合物推断题的专项培优易错难题练习题及答案一、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+H2OFe2O3红棕色作颜料（或炼铁）过滤漏斗、玻璃棒NaOH、CaO、CO2Fe2O3、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。氧化铝是离子化合物，熔融时能够电离而导电，因此尽管氧化铝熔点高，氯化铝熔点低，工业上电解铝时选用氧化铝而不用氯化铝，故答案为：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。2．阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：信息问题①短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，最外层电子数均不少于最内层电子数，且四种元素组成的单质常温下均为固体。（1）X一定不是______A氢B碳C氧D硫②一定条件下，上述四种元素的单质均能与足量的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓NaOH溶液，氧化物的相对分子质量都大于26（2）这四种元素中有铝元素吗？________③向上述四种元素的单质的混合物中，加入足量的盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中有白色沉淀（3）白色沉淀的化学式为_____④向上述四种元素的单质的混合物中，加入足量的烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸，最终溶液中有白色沉淀（4）生成白色沉淀的离子方程式为_____⑤X与W同主族（5）X的单质与W的最高价氧化物反应的化学方程式为______【答案】ACD一定含有铝元素Mg（OH）2SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓2C+SiO2高温Si+2CO↑【解析】【分析】(1)H2和O2常温下为气体，而C、S常温下为固体；(2)Al具有②中元素的性质，四种元素可能有1种是铝元素；(3)白色沉淀应为碱，短周期元素中只有Mg(OH)2符合；(4)滤液中加入过量的盐酸溶液，得到的应是难溶于水的弱酸，可为H2SiO3或H4SiO4；(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件。【详解】(1)A．X若为氢时，其最外层电子数为1，无内层电子，且H2常温下为气体，不合理，故A错误；B．X若为C时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，且C常温下为固体，合理，故B正确；C．X若为氧时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，但O2或O3常温下为气体，不合理，故C错误；D．X若为硫，其原子序数是16，原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素，不合理，故D错误；故答案为：ACD；(2)Al能与氧气反应，且Al2O3能溶于稀硫酸，也能溶于NaOH溶液，且氧化铝的式量是102，均满足信息②，则四种元素一定有1种是铝元素；(3)对所有短周期元素进行试探，唯有镁元素符合性质，可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2；(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4)，生成该白色沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓)；(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件，则C与SiO2在高温下反应的化学方程式为2C+SiO2高温Si+2CO↑。3．表是元素周期表的一部分，针对表中的①-⑩元素按要求回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族2①②③3④⑤⑥⑦⑧⑨4⑩（1）在①-⑩元素中，化学性质最不活泼的元素是________（填元素符号），化学性质最活泼的金属元素是________（填元素符号）。（2）在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是________，碱性最强的化合物的化学式是________。（3）氧化物属于两性氧化物的元素是________（填元素符号），写出该元素的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式________（4）比较元素的气态氢化物的稳定性：②_________③；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：②_________⑥。（5）⑥的最高价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为________【答案】ArKHClO4KOHAlAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O【解析】【分析】稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。非金属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。金属性越强，单质越活泼，遇水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】（1）根据分析①-⑩元素中，化学性质最不活泼的元素是Ar，化学性质最活泼的金属元素是K；（2）根据分析，①-⑩元素中Cl非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4，K金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；（3）铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al，该元素的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；（4）非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，②③；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，N非金属性强于Si，则HNO3酸性强于H2SiO3，故最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：②⑥；（5）硅的最高价氧化物SiO2与烧碱溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。【点睛】非金属性的应用中，需要注意非金属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。4．A、B、C、D均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物和条件已略去）,请回答下列问题：（1）若A为CO2气体，D为NaOH溶液，则B的化学式为_________。（2）若A为AlCl3溶液，D为NaOH溶液，则C的名称为_________。（3）若A和D均为非金属单质，D为双原子分子，则由C直接生成A的基本反应类型为_________。（4）若常温时A为气态氢化物，B为淡黄色固体单质，则A与C反应生成B的化学方程式为_________。（5）若A为黄绿色气体，D为常见金属，则A与C溶液反应的离子方程式为_________。下列试剂不能鉴别B溶液与C溶液的是_________(填字母编号)。a．NaOH溶液b．盐酸c．KSCN溶液d．酸性KMnO4溶液【答案】NaHCO3偏铝酸钠分解反应2222HSSO=3S2HO2322FeCl=2Fe2Clb【解析】【分析】【详解】(1)若A为CO2与过量的D即NaOH反应，生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与NaOH反应可得到碳酸钠溶液；碳酸钠溶液又可以与CO2反应生成碳酸氢钠；所以B的化学式为NaHCO3；(2)若A为AlCl3，其与少量的NaOH反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3继续与NaOH反应生成偏铝酸钠；偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以反应生成Al(OH)3；所以C的名称为偏铝酸钠；(3)若A，D均为非金属单质，且D为双原子分子，那么推测可能为性质较为活泼的O2或Cl2，A则可能为P，S或N2等；进而，B，C为氧化物或氯化物，C生成单质A的反应则一定为分解反应；(4)淡黄色的固体有过氧化钠，硫单质和溴化银；根据转化关系，推测B为S单质；那么A为H2S，C为SO2，B为氧气；所以相关的方程式为：2222HSSO=3S2HO；(5)A为黄绿色气体则为Cl2，根据转化关系可知，该金属元素一定是变价元素，即Fe；那么B为FeCl3，C为FeCl2；所以A与C反应的离子方程式为：2322FeCl=2Fe2Cl；a．NaOH与Fe2+生成白色沉淀后，沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色，而与Fe3+直接生成红褐色沉淀，a项可以；b．盐酸与Fe2+，Fe3+均无现象，b项不可以；c．KSCN溶液遇到Fe3+会生成血红色物质，而与Fe2+无现象，c项可以；d．Fe2+具有还原性会使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不会使高锰酸钾溶液褪色，d项可以；答案选b。5．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的成分是___，溶液D中存在较多的阴离子是___。（3）步骤③所加入的试剂是___，生成沉淀F的离子方程式是___。【答案】242SiO+4HF=SiF+2HO3Fe(OH)、2Mg(OH)-OH、-Cl和-2AlO2CO--22233CO+AlO+2HO=Al(OH)+HCO【解析】【分析】首先加入过量盐酸，几种物质里只有2SiO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，2+Mg和3+Fe转化为氢氧化物，即沉淀C，而所有铝转变为2NaAlO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3Al(OH)，反应③其实是向2NaAlO溶液中通入二氧化碳气体，故溶液