高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇及答案(1)

高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练∶培优易错难题篇及答案(1)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+H2O Fe2O3红棕色作颜料（或炼铁）过滤漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO、CO2 Fe2O3、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．将铁、铝的混合物进行如下实验：(1)操作X的名称是________。

(2)气体A是________(填化学式)。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中的阴离子除OH－外还有________(填离子符号，下同)，溶液D中存在的金属离子为________。

(5)加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为___________；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为_________。

(6)向溶液D中加入NaOH溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，请写出沉淀转化的化学方程式：___________。

【答案】过滤 H2还原剂 AlO2- Fe2＋ 2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3【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，故答案为：过滤；(2)根据上述分析可知，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，故答案为：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，故答案为：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+，故答案为：AlO2-；Fe2+；(5)加入足量NaOH溶液时，Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，加入稀盐酸，Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，发生反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；Fe+2H+=Fe2++H2↑；(6)溶液D为FeCl2，向溶液D加入NaOH溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，其中沉淀转化的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【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。

3．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 +2H O ↑ 3Fe(OH)、2Mg(OH) -OH 、-Cl 和-2AlO 2CO--22233CO +AlO +2H O=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2SiO ，其反应方程式为242SiO +4HF=SiF +2H O ↑；（2）沉淀C 的成分为3Fe(OH)和2Mg(OH)，而溶液D 中存在较多的阴离子是-OH 、-Cl 和-2AlO ；（3）步骤③所加入的试剂是二氧化碳，生成沉淀F 的离子方程式为--22233CO +AlO +2H O=Al(OH)+HCO ↓。

4．甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：3224NH H O H SO Δ⋅−−−→−−−−→−−→甲乙丙甲（1）若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液。

则甲是________（填化学式）。

写出“32NH H O ⋅−−−−→乙丙”转化的离子方程式______________________。

（2）若乙溶液中加入KSCN 溶液，有血红色出现，则乙溶液中含有的离子是___________，甲的化学式为_____________。

【答案】23Al O 33234Al3NH H O=Al(OH)3NH +++⋅↓+ 3Fe + 23Fe O 【解析】【详解】（1）甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，按信息知甲为23Al O 、乙是硫酸铝，丙为3Al(OH)，则乙与氨水反应的离子方程式为：33234Al 3NH H O Al(OH)3NH +++⋅=↓+；（2）若乙溶液中加入KSCN 溶液，有血红色出现，则乙为硫酸铁，其溶液中含有铁离子，氧化物甲与硫酸反应得到硫酸铁溶液，因此甲为氧化铁。

【点睛】铝离子与氨水反应的离子方程式容易出错，同学往往错误地把离子方程式写错成3-3Al 3OH Al(OH)++=↓。

5．已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，且常用作净水剂，B是一种常见的两性氢氧化物。

试根据下列转化关系回答有关问题：（1）试判断：B为___，F为___；（2）写出沉淀B与盐酸反应的离子方程式．．．．．___；（3）根据上述关系写出盐A的化学式．．．___。

【答案】氢氧化铝或Al(OH)3硫酸钡或BaSO4 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O KAl(SO4)2或K2SO4﹒Al2(SO4)3【解析】【分析】已知A是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，且常用作净水剂，透过蓝色鈷玻璃观察时焰色反应呈紫色，该溶液中含有K+，故A是KAl(SO4)2；向溶液A中加入氨水，Al3+会发生反应：Al3＋＋3NH3·H2O== Al(OH)3↓+3NH4+，产生白色沉淀B是Al(OH)3，溶液C是(NH4)2SO4；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以与强酸HCl发生反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，产生的溶液E是AlCl3；也可以与强碱NaOH发生反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，得到的溶液D是NaAlO2；向溶液C中加入Ba(NO3)2溶液，发生复分解反应产生BaSO4白色沉淀，该物质既不溶于水，也不溶于酸，所以沉淀F是BaSO4。

【详解】(1)通过分析可知，B为Al(OH)3，F为BaSO4，故答案为：氢氧化铝；硫酸钡或BaSO4；(2)B是Al(OH)3，与盐酸反应的离子方程式是：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；(3)根据上述关系写出盐A是KAl(SO4)2 ，故答案为：KAl(SO4)2或K2SO4﹒Al2(SO4)3。