2020-2021高考化学二模试题分类汇编——铝及其化合物推断题综合及答案解析

2020-2021高考化学二模试题分类汇编——铝及其化合物推断题综合及答案解

析

一、铝及其化合物

1．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl－

阳离子Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4+、Na＋

现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。

(1)若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是

________________________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为___________________________________。

(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是____________________， ab段反应的离子方程式为

_______________________________________________________________________。

【答案】SiO32-、AlO2- CO32- Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O Al3＋、Mg2＋、NH4+ NH4+＋OH－=NH3·H2O

【解析】

【分析】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+。

【详解】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；bc段沉淀部分溶液，确定为Al(OH)3和H2SiO3，所以oa段转化为沉淀的离子是AlO2-、SiO32-；ab段发生反应的离子是CO32－＋2H＋=H2O＋CO2↑，发生反应的离子是CO32-；bc段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+，结合图像bc段发生反应:Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O；oa段发生反应：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；ab段发生反应NH4++OH-=NH3·H2O。

【点睛】

本题主要是考查离子推断、离子方程式的书写。明确常见离子的性质、依据图像分析反应的原理是答题的关键，题目难度较大。关于图像的答题需要注意以下几点：①看面：弄清纵、横坐标的含义。②看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。

③看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。

2．(某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化：

请回答下列问题：

（1）写出A、B的化学式：A___，B___。

（2）试剂a最好

．．选用下列试剂中的（______）

A．NaOH溶液 B．稀盐酸 C．二氧化碳 D．氨水

写出相应的离子方程式___。

（3）写出反应②（生成溶液C和沉淀）的离子方程式___。

（4）固体D可以作为复合性的化学肥料，D中所含物质的化学式为___。

【答案】Fe2O3 Al2O3 D Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+ AlO2-+CO2+2H2O＝

Al(OH)3↓+HCO3- K2SO4和(NH4)2SO4

【解析】

【分析】

KAl(SO4)2溶于水，Al2O3和Fe2O3均不溶于水，混合物甲加水溶解后，溶液中是KAl(SO4)2，沉淀是Al2O3和Fe2O3；向沉淀中加NaOH溶液，Fe2O3不反应，Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，A Fe2O3，为向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠，

Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4和(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4和(NH4)2SO4，以此来解答。

【详解】

（1）由上述分析可知，A为Fe2O3，B为Al2O3，

故答案为：Fe2O3；Al2O3；

（2）依据流程分析，向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，反应方程式为Al3++3NH3·H2O＝

Al(OH)3↓+3NH4+，

A. NaOH溶液若加入过量会使氢氧化铝沉淀溶解，故A错误；

B. 加稀盐酸不能得到氢氧化铝沉淀，故B错误；

C. 通入二氧化碳不能得到氢氧化铝沉淀，故C错误；

D. 加入氨水可生成氢氧化铝沉淀，且过量氨水不与氢氧化铝反应，故D正确；

故答案为：D；Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+；

（3）反应②中二氧化碳过量，反应生成沉淀和碳酸氢钠，向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠，其离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-，

故答案为：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；

（4）向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4和(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4和(NH4)2SO4；固体D可以作为复合性的化学肥料，D中所含物质的化学式为K2SO4和(NH4)2SO4；

故答案为：K2SO4和(NH4)2SO4。

3．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 H2(或氢气) HCl 还原剂 AlO2- Fe2+

【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；

(2)气体A是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，；

(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+。

【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Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；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。

4．将一定质量的Mg-Al合金投入100mL一定物质的量浓度的某HCl溶液中，充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如下图。回答下列问题：

（1）写出BC段反应的离子方程式为____________________________。

（2）原Mg-Al合金的质量是_____________。

（3）原HCl溶液的物质的量浓度是________________。

（4）所加NaOH溶液的物质的量浓度是____________。

（5）a=______。

【答案】Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 5.1g 6mol/L 5mol/L 20

【解析】

【分析】

根据图像可知，oa段为过量的盐酸与NaOH反应，AB段为镁离子、铝离子与NaOH的反应，BC段为氢氧化铝与NaOH的反应。

【详解】

(1) BC段为氢氧化铝与NaOH的反应，生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

(2) BC段减少的为氢氧化铝沉淀，质量为7.8g，物质的量为0.1mol，即n(Al)=0.1mol；则氢氧化镁的质量为5.8g，物质的量为0.1mol即n(Mg)=0.1mol；合金的质量为

24×0.1+27×0.1=5.1g；

(3)根据方程Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，消耗20mL的NaOH时的物质的量为0.1mol，则

c(NaOH)=0.1mol÷0.02L=5mol/L；B点时，溶液刚好为NaCl溶液，此时消耗

n(NaOH)=5×0.12=0.6mol，c(HCl)=0.6÷0.1=6mol/L；

(4)由(3)得出的结论，c(NaOH)=5mol/L；

(5) n(Mg)=n(Al)=0.1mol，消耗的盐酸为0.5mol，100mL溶液中含有n(HCl)=0.6mol，则剩余n(HCl)=0.1mol，此时消耗V(NaOH)=0.1÷5=0.02L，即20mL。

【点睛】

通过BC段消耗的氢氧化钠的体积计算出NaOH的浓度，再计算盐酸的浓度。

5．七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上有重要的用途。硼镁泥是硼镁矿生产硼砂的废渣，其主要成分是MgCO3，还含有MgO、CaO、Fe2O3、FeO、MnO2、

Al2O3、SiO2等杂质，工业上用硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如图：

已知：①MnO2不溶于稀硫酸。

②CaSO4和MgSO4·7H2O在不同温度下的溶解度（g）数据如下表所示：

温度/℃

1030405060

物质

CaSO40.190.210.210.210.19

MgSO4·7H2O30.935.540.845.6——

（1）开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g/cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度为___。

（2）滤渣A中除含少量CaSO4·2H2O外，还有___。

（3）加入MgO后，加热煮沸的目的是___。

（4）若滤渣B的主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3。则加入NaClO发生氧化还原反应的离子方程式为___。

（5）流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO4·2H2O，又防止___。（6）获取MgSO4·7H2O的操作2为：___、___、过滤洗涤。

（7）已知开始硼镁泥样品的质量为ag，制取七水硫酸镁的质量为bg，据此能计算出硼镁泥中镁元素的含量吗？若能，请写出表达式；若不能，请说明理由。___（能或不能），表达式（或理由）为___。

【答案】11.5mol/L SiO2、MnO2防止生成Al(OH)3和Fe(OH)3胶体，使之转化为沉淀而被分离 ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O 析出MgSO4·7H2O晶体蒸发浓缩冷却结晶不能加入MgO的量未知

【解析】

【分析】

硼镁泥用足量硫酸酸浸溶解，得到含有Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+以及SO42-的酸性溶液，由于MnO2、SiO2不与硫酸反应，硫酸钙属于微溶物，则过滤后滤渣A主要为MnO2、

SiO 2，还含有少量CaSO 4·2H 2O ，向滤液中加入NaClO 将Fe 2+氧化为Fe 3+，加入MgO 调节溶液pH 值并加热，使Fe 3+、Al 3+转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则滤渣B 主要为氢氧化铁、氢氧化铝，根据溶解度表，CaSO 4的溶解度基本不受温度影响，MgSO 4·7H 2O 受温度影响较大，温度越高溶解度越大，对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤，得到CaSO 4·2H 2O ，则滤渣C 主要为CaSO 4·2H 2O ，再次对滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，得到七水硫酸镁(MgSO 4·7H 2O )，据此分析解答。

【详解】

(1)开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1.61g /cm 3，则该硫酸溶液的物质的量浓度=

1000M ρω=100070% 1.6198

??=11.5mol /L ； (2)根据分析，滤渣A 中除含少量CaSO 4·2H 2O 外，还有MnO 2、SiO 2；

(3)加入MgO 的目的是沉淀Fe 3+、Al 3+，但Fe 3+、Al 3+易发生水解生成胶体，因此加热煮沸的目的是防止生成Al (OH )3和Fe (OH )3胶体，使之转化为沉淀而被分离；

(4)若滤渣B 的主要成分为Al (OH )3和Fe (OH )3。向滤液中加入NaClO 将Fe 2+氧化为Fe 3+

，

则加入NaClO 发生氧化还原反应的离子方程式为ClO -+2Fe 2++2H +=Cl -+2Fe 3++H 2O ； (5)根据溶解度表，CaSO 4的溶解度基本不受温度影响，MgSO 4·7H 2O 受温度影响较大，温度越高溶解度越大，流程中操作1为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO 4·2H 2O ，又防止析出MgSO 4·7H 2O 晶体；

(6)结合溶解度表数据和(5)分析，获取MgSO 4·7H 2O 的操作2为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤；

(7)在制取七水硫酸镁流程中，向体系内加入了氧化镁调节pH 值沉淀Fe 3+、Al 3+，引入了镁元素，且未告知氧化镁加入的量，制取的七水硫酸镁的镁元素不仅来自硼镁泥，还来自引入的氧化镁，因此不能根据上述两个条件来计算硼镁泥中镁元素的含量。

6．以粉煤灰（主要含3Al 2O 3·

2SiO 2、SiO 2，还含有少量CaO 、Fe 2O 3等物质）为原料制取Al 2O 3的流程如图：

（1）当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·2SiO 2的配比a （a=424232n[(NH )SO ]n(3Al O 2SiO )

?）不同时，“焙烧”后所得产物的X 射线衍射谱图如图所示（X 射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态

物质出现衍射峰的衍射角不同）。由图可知，当a=___时，3Al 2O 3·

2SiO 2的利用率最高。

（2）“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3的离子反应方程式为___。 （3）“碱浸”加入NaOH 发生反应的离子方程式为___。

（4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，升高温度有利于水解的原因是___。该步骤可将加水改成通入过量的___气体。

（5）流程中，可以回收并循坏利用的物质除NH 3外，还有___和___。

【答案】8 Fe 3+＋3NH 3＋3H 2O=Fe(OH)3↓＋3NH 4+ OH -＋Al(OH)3=AlO 2-＋2H 2O 水解为吸热反应，升高温度有利于平衡正向进行 CO 2 NaOH (NH 4)2SO 4

【解析】

【分析】

粉煤灰、(NH 4)2SO 4进行灼烧处理，把3Al 2O 3·

2SiO 2转化为NH 4Al (SO 4)2，且当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·2SiO 2的配比a （a=424232n[(NH )SO ]n(3Al O 2SiO )

）不同时各产物含量不同，如图a=8时，体系中NH 4Al (SO 4)2含量最高，此时3Al 2O 3·

2SiO 2的利用也率最高。加硫酸进行酸浸，过滤，滤液中含有Al 3+、Fe 3+以及其他可溶性离子，通入氨气生成沉淀Al(OH)3和Fe(OH)3，滤液Ⅰ为(NH 4)2SO 4，加入氢氧化钠进行碱浸取过滤，滤渣为Fe(OH)3滤液Ⅱ为NaOH 和NaAlO 2，加水水解得到Al(OH)3沉淀，煅烧得氧化铝。

【详解】

（1）根据分析，当(NH 4)2SO 4和3Al 2O 3·

2SiO 2的配比a=8时，体系中NH 4Al (SO 4)2含量最高，此时3Al 2O 3·

2SiO 2的利用也率最高。 （2）通入氨气“沉淀、过滤”所得滤渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，生成Fe(OH)3离子反应方程式：Fe 3+＋3NH 3＋3H 2O=Fe(OH)3↓＋3NH 4+；

（3）根据分析，“碱浸”加入NaOH 发生反应的离子方程式为OH -＋Al(OH)3=AlO 2-＋2H 2O ； （4）“水解、过滤”可得到Al(OH)3沉淀，水解过程是吸热的，升高温度促进AlO 2-水解；该

步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳（CO 2＋AlO 2-＋2H 2O= HCO 3- ＋

Al(OH)3↓）；

（5）流程中，滤液Ⅰ为(NH 4)2SO 4，滤液Ⅱ含有NaOH ，故可以回收并循坏利用的物质除NH 3外，还有(NH 4)2SO 4和NaOH 。

【点睛】

氢氧化铝是两性氢氧化物，遇强酸强碱发生反应而溶解，不与弱酸弱碱反应。氢氧化铝的制备：1.向氯化铝溶液中通过量氨气；2.向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳；3.氯化铝和偏铝酸钠发生双水解。

7．我国某地粉煤灰中主要含有Al 2O 3，除此之外还含有Ga 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、MgO 和SiO 2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，Al 2O 3、Ga 2O 3均发生类似于SiO 2的反应，试写出Ga 2O 3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Fe 3+和少量Mg 2+，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CO2，再过滤；

（3）当c(Fe3+)恰好为l×l0-5mol·L-l时，()

() (

)

38

sp3

-3

3

5

3

Fe OH410

OH=mol/L

110

Fe

K

c

c

-

-

+

???

??=

?

，若此时Ga3+恰好开始沉淀，则

()()

()

34

sp3

32

38

3-

5

Ga OH 1.410

Ga=mol/L=3.510mol/L

410

OH

110

K

c

c

-

+-

-

-

???

??

=?

?

?

；

（4）电解过程中，-

2

GaO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：--

222

4GaO+2H O=4Ga+3O+4OH

↑

通电

；-

2

GaO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。

8．一种高效无机水处理剂——聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)n Cl6－n·xH2O]m。它可通过调节AlCl3溶液的pH，促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为

_______________________________________。

（2）生产过程中实验操作B、D的名称均为________。

（3）反应中副产品a是________，试剂b是________。(用化学式表示)

（4）生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。

（5）调节pH＝4.0～4.5的目的是______________________________________________。（6）为得到较纯净的晶体，生产过程中C物质可选用________。

A．氨水 B．NaAlO2 C．NaOH D．Al2O3 E．Al

【答案】Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑过滤 H2 HCl HCl 促进AlCl3水解，使晶体析出 DE

【解析】

【分析】

铝灰主要含Al2O3、Al，还有SiO2等，加水清洗掉其他可溶性杂质，因为B后分离出二氧化硅，所以推出b溶液为盐酸溶液，过量的盐酸将氧化铝和铝单质转化为氯化铝溶液，同时产生氢气，因为氯化氢易挥发，所以氢气中混有氯化氢，经水喷淋，得到气体a为氢气，

同时回收盐酸b；B为氯化铝溶液中混有不溶性的二氧化硅，通过过滤分离出二氧化硅，氯化铝溶液经浓缩后调节pH，静置、过滤得到聚合氯化铝晶体。

【详解】

（1）由分析可知b为盐酸溶液，将铝和氧化铝转化为氯化铝溶液，所以搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，故答案为：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑；

（2）由分析可知，生产过程中实验操作B、D的名称均为过滤，故答案为：过滤；

（3）由分析可知，a为氢气，b为盐酸，故答案为：H2；HCl；

（4）搅拌加热过程中需要加入盐酸，吸收气体过程中可回收挥发出的HCl，所以HCl可以循环使用，故答案为：HCl；

（5）氯化铝水解呈酸性，所以调节pH的目的是为了使氯化铝水解生成产品，故答案为：促进AlCl3水解，使晶体析出；

（6）为得到较纯净的晶体，调节pH的试剂不能引入新杂质，而过量的氨水、NaAlO2、NaOH均不易除去，会引入新杂质， Al2O3、Al因为不溶于水，过量时可通过过滤除去，所以用Al2O3、Al调节pH能得到较纯净的晶体，综上所述，答案为DE。

【点睛】

B处溶液因为可能含有未反应的盐酸和氯化铝水解而显酸性，而强酸性环境中聚合氯化铝晶体不易结晶析出，所以要调节pH促进铝离子水解，使聚合氯化铝晶体结晶析出。

9．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。

10．明矾[KAI(SO4)2?12H2O]是一种重要的化工产品，在生产、生活中都有广泛的用途。

某工厂计划利用炼铝厂的废料铝灰(含Al 、A12O 3、少量SiO 2和FeO?xFe 2O 3)为原料生产明矾产品，设计的生产工艺流程如下：

己知：[]36sp 3K Fe(OH)=1.010

-?

请回答下列问题： (1)检验滤液A 中是否存在Fe 2+，可用K 3[Fe(CN)6]溶液，请写出其检验的离子反应方程式____。

(2)沉淀器中加入KMnO 4溶液的作用是____；有人认为该生产流程较为复杂，可以用____溶液(填化学式)代替KMnO 4溶液而使操作Ⅰ和操作Ⅱ过程得到优化。

(3)操作Ⅲ是 ___、____(填操作名称)、过滤、洗涤；在洗涤晶体时采用的洗涤剂最合适的是 ___(填正确答案标号)。

A ．稀硫酸

B ．蒸馏水

C ．70%酒精

(4)明矾可作净水剂，其净水原理是 ____用离子方程式表示)。

(5)在沉淀器中调pH=3，请计算说明Fe 3+是否完全沉淀(当Fe 3+离子浓度小于或等于1.0x 10-5 mol/L 时，可以认为溶液中无该离子)____。

【答案】2Fe(CN)63- +3Fe 2+= Fe 3[Fe(CN)6]2↓ 氧化Fe 2+为Fe 3+ H 2O 2 蒸发浓缩 冷却结晶

C Al 3++3H 2O ?Al(OH)3(胶体)+3H + 由[]36sp 3K Fe(OH)=1.010

-?可知，()()()3336

33635sp 113

Fe OH Fe 1.010K c ?c 1.010c 1.010mol /L 1.010mol /L (1.010)+-+-----?==?==?>??，，所以Fe 3+没有沉淀完全。

【解析】

【分析】

铝灰含Al 、A12O 3、少量SiO 2和FeO?xFe 2O 3，加稀硫酸，得到滤渣∣为SiO 2，滤液中含有Al 3+、Fe 2+、Fe 3+，加入KMnO 4溶液，氧化

Fe 2+为Fe 3+，加KOH 溶液调节pH ，将Fe 3+反应生成Fe(OH)3的红褐色沉淀除去，所以滤渣Ⅱ为Fe(OH)3沉淀，紫红色溶液B 中含MnO 4-，加入MnSO 4，发生歧化反应，生成MnO 2的黑色固体，得到无色溶液中主要含有Al 3+，加入K 2SO 4，生成明矾[KAI(SO 4)2?12H 2O]晶体。

【详解】

（1）Fe 2+与K 3[Fe(CN)6]溶液反应生成Fe 3[Fe(CN)6]2的蓝色沉淀，其离子反应方程式为：2Fe(CN)63- +3Fe 2+= Fe 3[Fe(CN)6]2↓，故答案为：2Fe(CN)63- +3Fe 2+= Fe 3[Fe(CN)6]2↓。 （2）KMnO 4溶液具有强氧化性，氧化Fe 2+为Fe 3+，过氧化氢也具有强氧化性，也能将Fe 2+

氧化为Fe 3+，可以用H 2O 2溶液代替KMnO 4溶液，故答案为：氧化Fe 2+为Fe 3+；H 2O 2。 （3）得到明矾[KAI(SO 4)2?12H 2O]晶体，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；

[KAI(SO 4)2?12H 2O]易溶于水，也与稀硫酸反应，所以用70%的酒精洗涤晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；C 。

明矾可作净水剂，[KAI(SO 4)2?12H 2O]中Al 3+水解生成氢氧化铝的胶体，吸附水中悬浮的颗粒，其离子反应方程式为：Al 3++3H 2O ?

Al(OH)3(胶体)+3H +，故答案为：Al 3++3H 2O ?Al(OH)3(胶体)+3H +； （5）pH=3，()()311H OH c 1.010c 1.010

+---=?=?，，由[]36sp 3K Fe(OH)=1.010-?可知，()()()3336

33635sp 113Fe OH Fe 1.010K c ?c 1.010c 1.010mol /L 1.010mol /L (1.010)

+-+-----?==?==?>??，，所以Fe 3+没有沉淀完全，故答案为：由[]36sp 3K Fe(OH)=1.010

-?可知，()()()3336

33635sp 113

Fe OH Fe 1.010K c ?c 1.010c 1.010mol /L 1.010mol /L (1.010)+-+-----?==?==?>??，，所以Fe 3+没有沉淀完全。