2020-2021备战高考化学铝及其化合物推断题的综合题试题含答案解析
2020-2021备战高考化学铝及其化合物推断题的综合题试题含答案解析
一、铝及其化合物
1．阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：
【答案】ACD 一定含有铝元素 Mg（OH）2 SiO32-＋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↑。
2．回答下列问题：
（1）锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述正确的是________。
A Li2SO4难溶于水
B Li与N2反应产物是Li3N
C LiOH易溶于水
D LiOH与Li2CO3受热都难分解
（2）与铝位于对角线位置的第二周期元素是________，能区别Be（OH）2和Mg（OH）2的一种试剂是________，反应的化学方程式是_________。
（3）门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。例如，他预测在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，后来被法国化学家于1875年发现，命名为镓。镓的元素符号是________，它在周期表中的位置是
___________。
（4）关于与镓同主族的第6周期元素性质的推测中不正确的是________。
A单质是银白色较软的金属
B其氢氧化物是两性氢氧化物
C在化合物中显＋3价
D单质与盐酸的反应比铝剧烈
【答案】B 铍（Be） NaOH溶液 Be（OH）2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O Ga 第四周期ⅢA族 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A．锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，硫酸镁易溶于水，所以硫酸锂易溶于水，故A错误；
B．锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，镁和氮气反应生成氮化镁，所以锂和氮气反应生成Li3N，故B正确；
C．氢氧化镁难溶于水，所以氢氧化锂属于难溶物质，故C错误；
D．锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质非常相似，氢氧化镁和碳酸镁受热易分解，则氢氧化锂和碳酸锂受热也易分解，故D错误；
故答案为B；
(2)根据对角线规则，与铝位于对角线位置的第二周期元素是铍，有相似的化学性质，氢氧化铝具有两性，Be(OH)2也具有两性，可以与氢氧化钠反应，Mg(OH)2不可以与氢氧化钠反应，故可以用氢氧化钠来鉴别，类比氢氧化铝与氢氧化钠反应的化学方程式，则氢氧化铍与氢氧化钠反应的化学方程式为：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O；
(3)同主族元素性质相似，铝下方的元素为镓，其元素符号为Ga，位于元素周期表中第四周期ⅢA族；
(4)A．与镓同主族的第六周期元素为铊，单质为银白色，质软，故A正确；
B．氢氧化物为两性的物质位于金属和非金属的临界处，如硼铝硅锗砷等，铊不是两性物质，其氢氧化物也不是两性氢氧化物，故B错误；
C．铊与铝同主族，具有相同的最外层电子数，所以铊在化合物中也显+3价，故C正确；D．同主族元素自上到下金属性递增，该元素金属性大于铝，其单质与盐酸的反应比铝剧烈，故D正确；
故答案为B。
【点睛】
考查位置结构性质的相互关系应用，明确同主族元素性质的递变规律为解答关键，注意掌握对角线规则内容，结合Mg、Al单质及其化合物的性质，类推未知物的性质，试题侧重培养学生的分析、理解能力及知识的迁移能力。
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】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．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是_____。
(2)气体A是_____。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成_____(填化学式)，A在该反应中作为_____(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B 中阴离子除OH -外还有_____，溶液D 中存在的金属离子为_____。
【答案】过滤 H 2(或氢气) HCl 还原剂 AlO 2- Fe 2+
【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NaAlO 2、H 2，NaAlO 2易溶于水，所以气体A 是H 2，溶液B 是NaAlO 2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FeCl 2和氢气，因此溶液D 为FeCl 2，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；
(2)气体A 是H 2；
(3)A 是H 2，H 2和Cl 2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H 2作还原剂，；
(4)溶液B 是反应产生的NaAlO 2与过量的NaOH 的混合溶液，所以溶液B 中阴离子除OH -外还有AlO 2-；铁可以和盐酸反应生成FeCl 2和H 2，溶液D 中含有的金属离子为Fe 2+。
【点睛】
本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。注意知识的积累是解题的关键， HCl 的氧化性比较弱，只能把Fe 氧化为Fe 2+，Cl 2、H 2O 2具有强氧化性，可以把Fe 氧化为Fe 3+；Al 既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。
5．A 、B 、C 、D 、E 、F 六种短周期主族元素，原子序数依次增大，A 、B 、F 三者原子序数之和为25，且知B 、F 同主族，1.8g E 与足量的盐酸反应生成ECl 3和2.24L 氢气（标准状况下），D +和E 的离子具有相同的电子层结构，工业上用电解元素B 和E 能形成离子化合物的方法冶炼E 单质，试判断：
(1)六种元素中非金属性最强的是___ (填代号)，该元素位于周期表中第___周期第___族；由A 、B 、D 三种元素形成化合物的电子式 _________
(2)下列能够说明B 、F 非金属性强弱的方法有 _________
a.最高价氧化物对应水化物酸性
b.气态氢化物的热稳定性
c.气态氢化物的沸点B 比F 高
d.向F 的气态氢化物溶液中通入B 单质，有浑浊
(3)写出下列反应的化学方程式
①E 与足量的盐酸反应的化学方程式________________________________
②工业上用电解法冶炼E 单质_______________________________
(4)写出足量D 的高价氧化物对应水化物与ECl 3相互反应的离子方程式____
【答案】C 二 ⅦA bd 2Al+6HCl=2AlCl 3+3H 2↑ 2Al 2O 3(熔融)=电解
4Al+3O 2↑ -3+224OH +Al =AlO +2H O
【解析】
【分析】
A 、
B 、
C 、
D 、
E 、
F 六种短周期主族元素，原子序数依次增大，1.8gE 与足量盐酸反应生成ECl 3和2.24L 氢气（标况），故E 为+3价元素，设E 的相对原子质量为M ，则2.24L 1.8g 2=322.4L/mol Mg/mol
??，解M=27，故E 为ⅢA 族元素，依据计算得知E 为铝，工业上用电解氧化铝方法冶炼铝单质，所以B 为氧元素，B 、F 同主族，则F 是硫，A 、B 、F 三者原子序数之和为25，则A 是氢，且D +离子和Al 离子具有相同的电子结构，故D 能形成+1价阳离子，故D 为钠，C 的原子序数大于氧小于钠，且为主族元素，故C 为氟，据此答题。
【详解】
（1）根据元素周期律，同周期元素从前向后，非金属性逐渐增强，同主族元素从上向下，非金属性逐渐减弱，所以六种元素中非金属性最强的是C ，C 为氟，位于周期表中第二 周期第ⅤⅡA 族，由A 、B 、D 三种元素形成化合物为氢氧化钠，它的电子式是
，故
答案为：C ；二；ⅤⅡA ；； （2）a ．氧元素没有最高价氧化物对应水化物，故a 错误；
b ．根据元素周期律，气态氢化物的热稳定性越稳定，元素的非金属性越强，故b 正确；
c ．气态氢化物的沸点与分子间作用力有关，与元素的非金属性无关，故c 错误；
d ．向硫的气态氢化物溶液中通入氧气，有浑浊，说明氧气的氧化性强于硫，即氧的非金属性强于硫，故d 正确，
故答案为：bd ；
（3）①Al 与足量的盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl 3+3H 2↑；
②工业上用电解法冶炼Al 单质的化学方程式为2Al 2O 3(熔融)=电解
4Al+3O 2↑；
（4）氢氧化钠与AlCl 3相互反应的离子方程式为-3+224OH +Al =AlO +2H O -。
6．钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答：
（1）钠元素的金属性比铝___(填“强”或“弱”)。三种金属对应的氢氧化物中，具有两性的物质是__（填化学式）。
（2）将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为__；可观察到的实验现象是__(填序号)。
A ．钠沉到水底
B ．钠熔成小球
C ．小球四处游动
D ．钠无变化
（3）Fe 与Cl 2在一定条件下反应，所得产物的化学式是__。将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：
①若向其中一支试管中滴加KSCN 溶液，则溶液变成___色。
②向另一支试管中滴加NaOH 溶液，反应的离子方程式是___。
（4）Na 2O 2可作为呼吸面具中的供氧剂，其供氧时主要反应的化学方程式为：__。 （5）在AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量，观察到的现象是___。
【答案】强 Al(OH)3 2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH-＋H2↑ BC FeCl3红 Fe3＋＋3OH-
=Fe(OH)3↓ 2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑先生成白色沉淀，然后白色沉淀消失
【解析】
【分析】
（1）金属钠与铝处于同周期，金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱；
（2）金属钠与水反应，生成氢氧化钠和氢气；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解；
（3）Fe在Cl2燃烧，生成FeCl3，将FeCl3溶于水后，溶液中存在大量的Fe3+，滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀；
（4）Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂，可与CO2和H2O反应；
（5）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成白色沉淀Al(OH)3，当NaOH溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。
【详解】
（1）钠元素的金属性比铝强；钠、铝、铁三种金属对应的氢氧化物中具有两性的物质是Al(OH)3；
（2）钠和冷水反应，生成氢氧化钠和氢气，离子方程式为：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH-＋
H2↑；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解，因此金属钠与水反应的实验中，可观察到的实验现象是钠熔成小球、小球四处游动，答案选BC；
（3）Fe在Cl2燃烧，生成FeCl3，将FeCl3溶于水后，溶液中存在大量的Fe3+，滴加KSCN溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀，离子方程式为：Fe3＋＋
3OH-=Fe(OH)3↓；
（4）Na2O2可作为呼吸面具中的供氧剂，可与CO2和H2O反应，反应方程式为：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；
（5）在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成白色沉淀Al(OH)3，当NaOH溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。
7．重铬酸钾(K2Cr2O7)在皮革、火柴印染化学、电镀等方面应用广泛。工业上对制革工业污泥中(主要含有Cr3+、Fe3+、Fe2+、Al3+等)Cr元素的回收与再利用工艺如图：
已知：①Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似。
②2CrO 42-+2H+Cr2O72-+H2O。
③有关物质的溶解度曲线如图。
回答下列问题：
（1）含铬污泥预处理包括高温煅烧粉碎等步骤，其中高温煅烧的目的是__(写一条即可)，滤渣III的成分是__(填化学式)。
（2）步骤③中操作需要的玻璃仪器有__，步骤①加入H2O2的作用是__。
（3）步骤⑦反应能够发生的原因是__，写出步骤④的反应离子方程式：__。
（4）为测定产品中K2Cr2O7的含量，某兴趣小组将mg产品溶于水配制为500mL溶液，准确量取50.00mL，加入稀硫酸酸化，然后加入过量的KI充分还原，加___作指示剂，到达终点消耗30.00mL0.0500mol·L-1的Na2S2O3溶液。则该次生产的样品中K2Cr2O7含量为__%。(已知：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
【答案】除去蛋白质等有机物(改变污泥构造，便于酸浸等合理即可) Al(OH)3烧杯、玻璃棒、漏斗将Fe2＋氧化成Fe3＋ K2Cr2O7的溶解度小 3Cl2＋2CrO2－＋8OH－=2CrO42－＋6Cl－＋
4H2O 淀粉溶液73.5 m
【解析】
【分析】
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe2＋、Al3＋和 Cu2＋，加入过量氢氧化钠，Fe3＋、 Cu2＋生成沉淀，滤液的成分是NaAlO2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2被氧化为
Na2CrO4，通入过量二氧化碳会生成氢氧化铝和碳酸氢钠，同时在酸性条件下，铬酸根转化为重铬酸根，即2CrO4－+2H＋=Cr2O72－+H2O；然后析出重铬酸钠，溶解加入氯化钾可得重铬酸钾。
【详解】
(1)从动物皮到皮革需要加入铬酸鞣制，因此制革厂含铬污泥含有蛋白质等有机质，高温煅烧可以除去蛋白质等有机质，同时改变污泥构造，便于溶解；根据流程，AlO2－溶液中通入过量CO2，会生成Al(OH)3，可得滤渣II的成分是Al(OH)3；
(2)经过步骤③得到滤液和滤渣Ⅱ，可知步骤③中操作为过滤，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；根据流程，步骤①加入双氧水，目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除去；(3)加入KCl的目的是使Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，根据信息，一定温度下，K2Cr2O7溶解度最小，故步骤⑦反应能够发生；由信息Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似，根据流程，可知加入过量氢氧化钠，滤液的成分是NaAlO2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2被氧化为Na2CrO4，故离子方程式为3Cl2+2CrO2－+8OH－=2CrO42－+6Cl－+4H2O；
(4)有碘单质存在，可以选用淀粉溶液做指示剂；根据化学反应：Cr2O72－+6I－+14H＋=2Cr3＋
3I2+7H2O和I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，可得Cr2O72－~3I2~6S2O32－，ag产品最终消耗n(S2O32
－)=0.0500mol/L×30.00×10－3L×500mL 50mL =0.0150mol ，则n (Cr 2O 72－)=0.0150mol×16
=0.00250mol ，则样品中K 2Cr 2O 7含量为0.00250mol 294g/mol 73.5100%%m m
??=。
8．某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO 2和少量Na 2CrO 4．考虑到胶体的吸附作用使Na 2CrO 4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（1）C→Al 的制备方法称为电解法，请写出阳极反应方程式_____________________． （2）该小组探究反应②发生的条件．D 与浓盐酸混合，不加热无变化；加热有Cl 2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl 2．由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）_____。
A ．温度
B ．溶液的pH 值
C ．Cl -和2-4SO -的浓度
（3）固体D 是碱性锌锰电池的正极，请写出该电池的负极反应方程式_____________ 。 （4）0.2molCl 2与焦炭、TiO 2完全反应，生成CO 和TiCl 4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热
8.56kJ ，该反应的热化学方程式为______________________________________．
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
（5）用惰性电极电解时，2
4CrO -能从浆液中分离出来的原因是_________________，
分离后得到的含铬元素的粒子有24CrO -﹣和27CrO -﹣，原因是
__________________________(用离子反应方程式表示)，阴极室生成的物质为
_____________（写化学式）；
【答案】2O 2--4e -=O 2 AB Zn-2e -+2OH - =Zn(OH)2 2Cl 2（g ）+TiO 2（s ）+2C （s ）=TiCl 4（l ）
+2CO （g ）△H=﹣85.6kJ?mol ﹣1 在直流电场作用下2
4CrO -通过阴离子交换膜向阳极室移
动，从而脱离浆液； 22
4CrO -+2H +?27CrO -+H 2O ； NaOH 和H 2
【解析】
【分析】
（1）固体混合物含有Al （OH ）3、MnO 2，加入NaOH 溶液，过滤，可得到滤液A 为
NaAlO 2，通入二氧化碳，生成B 为Al （OH ）3，固体C 为Al 2O 3，电解熔融的氧化铝可得到
Al；固体D为MnO2，加热条件下与浓盐酸反应可生成氯气；
（2）题中涉及因素有温度和浓度；
（3）固体D为MnO2，是碱性锌锰电池的正极，该电池的负极是锌失电子发生氧化反应，反应方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2；
（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，由质量守恒可知还原性气体为CO，反应的化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g），以此可计算反应热并写出热化学方程式；
Ⅱ．（5）电解时，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极移动，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH，由此解答。
【详解】
Ⅰ．（1）C→Al的制备方法称为电解法，固体C为Al2O3，电解熔融的氧化铝可得到Al，阳极反应方程式2O2--4e-=O2 ；
（2）反应涉及的条件为加热，加热下可反应，另外加热硫酸，氢离子浓度变化，可知影响的因素为温度和氢离子浓度，故选：AB；
（3）固体D为MnO2，是碱性锌锰电池的正极，该电池的负极是锌失电子发生氧化反应，反应方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2；
（4）0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成CO和TiCl4（熔点-25℃,沸点136．4℃）放热8.56kJ，则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ，所以热化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ·mol－1；
Ⅱ．（5）电解时，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来，因存在2CrO 42－+2H＋Cr2O72－+H2O，则分离后含铬元素的粒子是CrO42－、Cr2O72－，阴极发生还原反应生成氢气和NaOH。
【点睛】
考查物质的制备、分离以及电解知识，解题关键：注意把握物质的性质，能正确分析试验流程，把握电解的原理，难点（5）在直流电场作用下，CrO42－通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，要求学生具有一定的分析能力。
9．我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：
回答下列问题：
（1）焙烧前，应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，其原因是____；混合焙烧时，Al2O3、
Ga2O3均发生类似于SiO2的反应，试写出Ga2O3在此过程中发生反应的化学方程式：
____。
（2）滤渣的成分是____ ；含铝混合液中除了大量A13+之外，还有Fe3+和少量Mg2+，由混
合液制取纯净Al (OH )3的实验方案是_____。
（3）洗脱液中往往还有少量Fe 3+，需要进一步分离。若使Fe 3+恰好完全沉淀[c (Fe 3+)= l×l0-5mol·L -l ]时，Ga 3+浓度至少为_____mol·L -l 才会开始沉淀。（已知：
[][]-34-3833sp Ga(OH)=1.410sp Fe(OH)=4.010K K ??，。）
（4）电解过程中，Ga 3+与NaOH 溶液反应生成GaO 2-，GaO 2-在阴极放电，则电解方程式为____；电解过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是 ___。
【答案】增大反应物接触面积，加快化学反应速率 Ga 2O 3+Na 2CO 3=焙烧2NaGaO 2+CO 2↑ H 2SiO 3或H 4SiO 4 向混合液中加入过量NaOH ，过滤，向滤液中通入足量CO 2，再过滤
3.5×10-2mol/L -
-2224GaO +2H O =4Ga+3O +4OH ↑通电 抑制-
2GaO 水解，并阻止H +在阴极放电降低电解效率
【解析】
【分析】
混合焙烧时，Al 2O 3、Ga 2O 3、SiO 2与Na 2CO 3反应，生成可溶性盐NaAlO 2、NaGaO 2、Na 2SiO 3，CaO 、MgO 、Fe 2O 3不发生反应；将固体溶解，MgO 、Fe 2O 3不溶于水，CaO 溶于水生成Ca(OH)2，溶液中溶质为Ca(OH)2、NaAlO 2、NaGaO 2、Na 2SiO 3、Na 2CO 3；加入盐酸后，溶液中溶质为FeCl 3、MgCl 2、CaCl 2、AlCl 3、GaCl 3、NaCl ，生成的硅酸不溶，滤渣为H 2SiO 3或H 4SiO 4，然后将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，然后将洗脱液中的Fe 3+除去，最终通过电解-2GaO 制备Ga 。
【详解】
（1）将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，可以增大反应物接触面积，加快化学反应速率；SiO 2与Na 2CO 3固体在加热条件下能够生成Na 2SiO 3、CO 2，因此Ga 2O 3在此过程中发生反应的化学方程式为：Ga 2O 3+Na 2CO 3=焙烧2NaGaO 2+CO 2↑；
（2）由上述分析可知，滤渣为：H 2SiO 3或H 4SiO 4；Al(OH)3为两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，而Fe(OH)3、Mg(OH)2不溶于强碱溶液，因此可将Al 元素转化为偏铝酸盐，然后通入CO 2制取纯净的Al(OH)3，实验方案为：向混合液中加入过量NaOH ，过滤，向滤液中通入足量CO 2，再过滤；
（3）当c (Fe 3+)恰好为l×l0-5mol·L -l 时，()
-OH c =，若此时Ga 3+恰好开始沉淀，则
()()()34sp 332383-5Ga OH 1.410Ga =mol/L=3.510mol/L 410OH 110K c c -+
---?????=???； （4）电解过程中，-
2GaO 中Ga 元素从+3价降低至0价，发生还原反应生成Ga ，阳极为水失去电子生成氧气，电解总反应为：-
-2224GaO +2H O =4Ga+3O +4OH ↑通电；-2GaO 属
于弱酸阴离子，能够发生水解生成Ga(OH)3，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中H+可能会发生还原反应生成H2，会降低阴极电解效率。
10．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)，其主要工艺流程如下：
查阅资料得知:
ⅰ．常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－。ⅱ．
金属离子Fe3+Al3+Cr3+Fe2+Bi3+
开始沉淀的pH 2.7 3.4 5.07.50.7
沉淀完全的pH 3.7 4.9 5.99.7 4.5
回答下列问题：
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是__________________。
（2）步骤③加的试剂为_____________，此时溶液pH要调到5的目的_______________。（3）写出反应④的离子反应方程式______________________。
（4）⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出该反应的离子方程式_________________。
（5）将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是__________________(填操作名称)。
【答案】增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率氢氧化钠溶液或NaOH溶液使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去3NaBiO3+2Cr3++7OH－+H 2O=3Bi(OH)3+2CrO42－+3Na+CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O重结晶
【解析】
【分析】
铬铁矿加入过量的硫酸，反应生成硫酸亚铁和硫酸铬、硫酸铝，二氧化硅不溶于硫酸，所以固体A为二氧化硅，溶液B中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化成铁离子，加入碱调节pH
使铁离子和铝离子沉淀，根据表格数据分析，控制pH到5，固体D为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液E中加入铋酸钠和少量氢氧化钠溶液，反应生成Na2CrO4，酸化将其变成重铬酸钠，最后重结晶得到红矾钠，据此解答。
【详解】
(1) 为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前先将矿石粉碎，
故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率；
(2) 根据表格数据分析，步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液；此时溶液pH要调到5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，而铬离子不沉淀；故答案为：NaOH溶液；使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去；(3)反应④中铋酸钠将硫酸铬氧化生成铬酸钠同时生成氢氧化铋，离子反应方程式为
3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+，
故答案为：3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；
(4) ⑤中酸化是使CrO 42－转化为Cr2O72－，离子方程式2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O，
故答案为：2CrO 42－+2H+Cr2O72－+H2O；
(5) 将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，此操作为重结晶，
故答案为：重结晶。
【点睛】
本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键。