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1、2020-2021 备战高考化学铝及其化合物推断题的综合热点考点难点一、铝及其化合物1 铝、铁、硅的单质及化合物在工业生产中具有广泛应用，工业上常用某矿石(主要成分有 Al2O3、 Fe2O3、FeO、 SiO2 等 )来制备绿矾 (FeSO47H2O)和氧化铝，其工艺流程如图：回答下列问题：（ 1）滤渣 1 的成分是 _，举例说明滤渣 2 的用途 _。（ 2）用离子方程式表示溶液 A 加入过量铁粉的目的是 _。（ 3）写出由滤液 1 生成滤液 2 的离子方程式 _。（4）过程 1、2、 3 均涉及分离操作，所需玻璃仪器有_。（5）由溶液 B 得到绿矾的具体操作为 _、过滤、洗涤和干燥。（6）
2、过程 3需要加入的试剂A 是 _，写出此过程的离子方程式_。【答案】Fe23制备硅胶，作干燥剂3+全部还原为Fe2+2-+3+2O 、 FeO将 FeAlO +4H= Al+2H O漏斗、烧杯和玻璃棒蒸发氨水Al3+3234+3NHHO= Al(OH) +3NH【解析】【分析】Al O 属于两性氧化物，Fe O、 FeO 都是碱性氧化物，SiO属于酸性氧化物，因此，矿石中23232的 Al232231 的成分是O和 SiO 能溶于氢氧化钠溶液， Fe O 、 FeO 溶于氢氧化钠溶液，滤渣Fe2 O3、 FeO；滤液1 中的溶质有 NaAlO2 和 Na2SiO3，加入过量盐酸后，AlO2-转
3、化为 Al3+，2-转化为H的白色胶状沉淀，滤液2 的主要溶质是AlCl3，滤渣2 的成分是 H2SiO3，SiO32SiO3可用于制备硅胶，作干燥剂；过程3 的作用是将溶液中的Al3+转化为 Al(OH)3 沉淀，应加入碱溶液； Fe2O3、 FeO 都能溶于稀硫酸，分别得到Fe2(SO4)3和 FeSO4，溶液 A 的溶质有3+全部还原为 Fe2+，溶液 B 为 FeSOFe2 (SO4)3 和 FeSO4，加入过量铁粉，将 Fe4。【详解】(1)由分析可知滤渣1 的成分是 Fe2O3、 FeO；滤渣2 的成分是 H2 SiO3，可用于制备硅胶，作干燥剂，故答案为：Fe2O3、 FeO；制
4、备硅胶，作干燥剂；(2) Fe O 、 FeO 都能溶于稀硫酸，分别得到Fe (SO )和 FeSO，溶液 A 的溶质有 Fe (SO )和23243424 343+全部还原为Fe2+，反应的离子方程式为：2 Fe3+2+，FeSO，加入过量铁粉，将Fe+Fe=3 Fe故答案为：将Fe3+全部还原为 Fe2+；(3)由滤液 1 生成滤液2 的过程为 AlO2-转化为 Al3+，离子方程式为： AlO2-+4H+= Al3+2H2O，故答案为： AlO2-+3+2+4H= Al +2H O；(4)过程 1、2、 3 均涉及到的分离操作是过滤，所需玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，故答案为：漏斗、烧杯
5、和玻璃棒；(5)溶液 B 得到绿矾的具体操作为蒸发、过滤、洗涤和干燥，故答案为：蒸发；(6)过程 3 的作用是将溶液中的Al3+转化为 Al(OH)3 沉淀，应加入碱溶液，由于Al(OH)3 能溶于强碱溶液，但不能溶于氨水，所以试剂A 是氨水，所发生反应的离子方程式为：Al3+3NH3 H2O= Al(OH)3 +3NH4+，故答案为：氨水；Al3+3NH3 H2O= Al(OH)3 +3NH4+。2 氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2 的化合物甲和乙。将6.00g 甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH 2 ( 已折算成标准状况) ，甲与水反应也能产生H2
6、，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2 和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25g/L 。请回答下列问题：(1) 甲的化学式是 _；乙的电子式是 _。(2) 甲与水反应的化学方程式是 _ 。(3) 气体丙与金属镁反应的产物是 _( 用化学式表示 ) 。(4) 乙在加热条件下与 CuO反应可生成 Cu 和气体丙，写出该反应的化学方程式_。有人提出产物Cu 中可能还含有Cu2O，请设计实验方案验证之_（已+ 2+知 Cu2O+2H=Cu+Cu +H2O）。【答案】 AlH332323 23AlH 3HO Al( OH） 3HMg N
7、2NH3CuO3Cu N2 3H2O将固体溶于稀硫酸中，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无 Cu2 O【解析】【分析】将 6. 00g 甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6. 72 L 的 H2( 已折算成标准状况），甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH 溶液，因此白色沉淀是Al( OH），则金属单质是铝，因此甲是AlH 。化合物乙在催33化剂存在下可分解得到H21 251 ，和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为g L.则丙的相对分子质量是1. 25 22. 4 28，因此丙是氮气，则乙是氨气NH3，据此解答。【详解】（1
8、）根据以上分析可知甲的化学式是AlH3 。乙是氨气，含有共价键的共价化合物，电子式为；（2）甲与水反应生成氢气和氢氧化铝，反应的化学方程式是AlH33H2OAl(OH 3） 3H2。（ 3）氮气与金属镁反应的产物是Mg 3N2。（ 4）氨气在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和氮气，根据原子守恒可知该反应的化学方程式为 2NH3222 Cu 3CuO3CuN 3H O。铜与稀硫酸不反应，则根据Cu O 2HCu2 H2O 可知 , 要检验产物 Cu 中可能还混有 Cu2O 可以将固体溶于稀硫酸中，如果溶液变蓝，说明产物中含有 Cu2O，反之则无 Cu2 O。3 实验室有NaHSO4 、
9、Ba(OH)2、 NH3H2O、 NaHCO3 、KAl(SO4)2 五种无色溶液，现欲通过它们之间的相互反应的现象对其进行鉴别。部分物质间的反应现象如表。ABCDEABCD E 表中 “”表示生成气体物质，“”表示生成沉淀。根据以上信息，回答以下问题。(1)B，E 的化学式分别为_、 _。(2)写出 A 的电离方程式：_ 。(3)向含有 0.1mol 溶质的 D 溶液中滴加E溶液，所生成沉淀的物质的量之和最多为_mol 。【答案】 NaHSO4 Ba(OH)2 NH3H2O? NH4+ OH 0.25 【解析】【分析】NaHSO4、 Ba(OH)2、 NH3H2O、 NaHCO3、 KAl(
10、SO4)2 五种无色溶液中，相互反应能同时生成沉淀和气体的只有 NaHCO34 2的反应，只生成气体的反应只有34反与 KAl(SO )NaHCO和 NaHSO应，故 B 为 NaHSO434 2434 2都能生， C 为 NaHCO， D为 KAl(SO ) ，与NaHSO、 NaHCO、 KAl(SO )成沉淀的物质为 Ba(OH)2，故 E 为 Ba(OH)2， A 为 NH3H2O，据此分析解答。【详解】(1)根据上述分析可知， B 为 NaHSO ， E 为 Ba(OH) ，故答案为： NaHSO ； Ba(OH) ；4242(2)A 为 NH3H2O，是弱电解质，电离生成+-NH3
11、H2 O+-NH4和 OH ，电离方程式NH4 +OH，故答案为： NH3H2ONH4+OH-；(3)向含有 0.1mol 溶质的 D 溶液中滴加 E溶液， Al3+刚好完全沉淀时反应的离子反应方程式为 2Al3+3SO42-+3Ba2+6OH-=2Al(OH)3 +3BaSO4，此时沉淀 Al(OH)3 和 BaSO4 的物质的量之和为 0.25mol ， SO42-刚好完全沉淀时反应的离子反应方程式为Al3+2SO42-+2Ba2+4OH-=AlO2-+2BaSO4 +2H2O，此时沉淀 BaSO4 的物质的量为0.2mol ，则生成沉淀的物质的量n： 0.2mol n 0.25mol，所
12、所以生成的沉淀的物质的量之和最多为0.25mol ，故答案为：0.25。4 短周期主族元素A、B、 C、 D、 E、G 的原子序数依次增大，在元素周期表中A 的原子半径最小（稀有气体元素除外），B 与 C 相邻且 C 的最外层电子数是次外层的3 倍， C、 D 的最外层电子数之和与G 的最外层电子数相等，E 是地壳中含量最多的金属元素。回答下列问题：（1） C 在元素周期表中的位置是_；由C 和D 组成既含离子键又含共价键的化合物的电子式 _ 。（2）分别由 C、 D、 E、G 元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_（用相应的离子符号表示）。（3）写出实验室中制备G 元素的单质的离子方程式
13、 _（4） E 单质能写 D 的最高价氧化物的水化物浓溶液反应放出氢气，反应的离子方程式是：_由上述六种元素中的三种组成的某种盐，是漂白液的主要成分，将该盐溶液滴入硫酸酸化的KI 淀粉溶液中，溶液变为蓝色，则反应的化学方程式为_.gg gg2【答案】第二周期第 A 族 Na: O : O :NaClO2NaAl 3gg ggMnO 2 4H2ClMn 2Cl 22H 2O2Al2OH2H 2 O=2AlO 2 3H 2ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+2H2O【解析】【分析】短周期主族元素A、 B、 C、 D、 E、 G 原子序数依次增大，A 是元素周期表中原子半径最小的元素，则 A 为
14、 H 元素； C 的最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故 C 为 O 元素； B 与 C 相邻，且 B 的原子序数较小，故B 为 N 元素； E是地壳中含量最多的金属元素，则E 为 Al； C(氧 )、D 的最外层电子数之和与G 的最外层电子数相等，则D 原子最外层电子数为1、G 原子最外层电子数为7，结合原子序数可知 D为 Na、 G 为 Cl。【详解】(1)C 为氧元素，在元素周期表中的位置是二周期第VIA 族； C 和 D 组成既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2，电子式为；(2)C、D、 E、 G 分别为 O、 Na、 Al、 Cl，电子层数越多离
15、子半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，则简单离子由大到小的顺序为Cl O2Na Al 3 ；(3)实验室利用二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气，离子方程式为：MnO 2 4H2ClMn 2Cl 22H 2O ；(4)Al 单质可以和NaOH 溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，离子方程式为2Al 2OH2H 2O=2AlO 23H 2；漂白液的主要成分为NaClO，具有强氧化性，根据现象可知将碘离子氧化成碘单质，根据电子守恒和元素守恒可知方程式为ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+2H2 O。5 某小组同学用一种铝铁合金为原料，模拟相关的工业生产，反应过程如图所示（部分产物和条件已略去），请回答
16、：（1）铁铝合金是一种高电磁性能合金，下列有关推测可能正确的是_（填序号）A铁铝合金可由铁和铝熔融混合制成B铁铝合金的熔点高于铝和铁C铁铝合金硬度高于纯铝（ 2）反应中铝元素发生反应的离子方程式为_。（ 3）反应的化学方程式为 _ 。（4）反应发生时观察到的现象是_ ，用化学方程式表示颜色变化的原因_ 。（ 5）反应中的 CO2 不宜换成 HCl，原因是 _ 。（ 6）请举出固体 A 一种用途 _。3+222【答案】 AC Al2+2HO先产生白色沉+4OH =AlO2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO +3H淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色4Fe(OH)2 223过量的氯化氢会+O
17、+2H O=4Fe(OH)使生成的氢氧化铝溶解做红色油漆和涂料【解析】【分析】分析流程可知，中的反应有硫酸与氢氧化钠酸碱中和，硫酸铝与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应生成氢氧化铁；中二氧化碳能与偏铝酸钠发生反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠；固体A 为氧化铁，固体B 为氧化铝；中铝单质能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠；中硫酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应生成氢氧化铁。【详解】（1） A铁铝合金可由铁和铝熔融混合制成具有特征性质的混合物，故A 正确；B合金熔点低于各成分，则铁铝合金的熔点低于铝和铁，故B 错误；C合金硬度高于各成分，则铁铝合金硬度高于纯铝，故综上所述，故答案为： AC
18、；C 正确；（2） 中硫酸铝与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，其反应的离子方程式为Al3+4OH=AlO2+2H2O，故答案为：3+Al+4OH=AlO 2+2H2O；（3） 中铝单质能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，其反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ，故答案为： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2；（4） 中硫酸亚铁在空气中与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，现象是先产生白色沉淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色，其反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：先产生白色沉淀，之后迅速变成灰绿色最后变为红褐色；4F
19、e(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；（ 5） 中二氧化碳能与偏铝酸钠发生反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，若将二氧化碳换成氯化氢，则生成的氢氧化铝会继续与过量的盐酸发生反应而溶解，故答案为：过量的氯化氢会使生成的氢氧化铝溶解；（ 6）固体 A 为红棕色的氧化铁，可以用来做红色油漆和涂料，故答案为：做红色油漆和涂料。6 工业上制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2 32 3O，含有 Fe O 杂质）中得到纯净的Al O ，然后电解 Al O得到铝。下图是从铝土矿中提纯Al O的简单示意图。其中涉及到的232323一个反应 :2NaAlO222233+CO +3H O=Na CO +2Al(
20、OH)。(1)图示中实验操作(1)是 _；加入的试剂是_（填化学式）(2)试写出 B 溶液中的溶质的化学式：_(3)写出化学方程式：铝土矿 A： _ 。EF：_ 。【答案】过滤Ca(OH)2 或 Ba(OH)2NaAlO2 Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2 O2Al(OH)3 Al2O3+3H2O【解析】【分析】溶液 B 中通入 CO2 产生沉淀，说明B 溶液为 NaAlO2 溶液，则是向铝土矿中加入的试剂是NaOH 溶液，操作（ 1）过滤，沉淀C 为 Fe2O3，则溶液 D 为 Na2CO3，反应为：Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3 +2NaOH，故沉淀H 为 CaCO3
21、，沉淀 E 为 Al(OH)3， F 为 Al2O3，反应是电解氧化铝得到Al 与氧气，据此分析。【详解】（1）将沉淀从溶液中分离出来的操作是过滤；根据反应2NaAlO2 CO2 3H2O Na2CO32Al(OH)3可知， D 中含有碳酸钠， E 是氢氧化铝，则 F 是氧化铝，电解氧化铝即得到金属铝。碳酸钠要生成氢氧化钠和沉淀，需要进入的试剂是氢氧化钙，即中加入的试剂是Ca(OH)2 或 Ba(OH)2；（ 2）由上述分析可知， B 为 NaAlO2；（ 3）铝土矿 A是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为： Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；EF是氢氧
22、化铝受热分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为：2Al(OH)3Al2O3 +3H2O。7 粉煤灰是燃煤产生的工业固体废料，主要成分有Al2O3、 SiO2 ，还含有少量Fe2O3、 CaO等。采用酸碱联合的方法从粉煤灰中综合回收氧化铝及二氧化硅的工艺流程如下：硫酸熟化过程中发生的反应有：Al2 O3?2SiO +3H2SO4=Al(SO4)3 +2SiO2 +3H2O3Al2O3?2SiO +9H2 SO4=3Al2( SO4)3 + 2SiO2 +9H2 O(1) 结“晶 ”操作：缓缓加热，浓缩至_ ，放置冷却，得到Al2(SO4)3 ?18H2O。(2)Al2(SO4)3?18H2O 在
23、 250 300下失重 40.5%得 Al2 (SO4)?xH2O， x=_。(3) 还“原焙烧 ”过程中发生反应的化学方程式为_。(4)设计实验检验粗氧化铝中是否含有Fe2O3： _。(5)向硅酸钠溶液中通入过量CO 制备白炭黑的化学方程式为_。2(6)粗氧化铝制备冶金级氧化铝过程中发生反应4-233-，该反应的 Al(OH)+CO =Al(OH) + HCO平衡常数为_已知Al(OH)32 Al(OH)4-+1-1323?22+H O ?+HK =410； H COH O +CO2al 23-7、 Ka2 23-11K =600； K (H CO ) =4.2 10(HCO ) =5.6
24、10。【答案】表面出现结晶薄膜32Al2焙烧4 32322取粗氧化铝少(SO ) +3C2Al O +3CO +6SO许于试管中加稀硫酸溶解，静置，滴加KSCN溶液，若溶液变红，则粗氧化铝中含有Fe2O3杂质 Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2?nH2O 1.75 103【解析】【分析】粉煤灰主要成分有Al2322 3等，加入浓硫酸反应生成硫酸O 、 SiO ，还含有少量 Fe O 、CaO铝，水浸主要得到SiO2高硅渣，滤液经过结晶脱水得到硫酸铝，硫酸铝与焦炭反应生成粗氧化铝，验证粗氧化铝是否含有氧化铁，先将物质溶于稀硫酸后加KSCN溶液，观察现象；向硅酸钠
25、溶液中通入足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和白炭黑SiO22?nHO。【详解】(1) 结“晶 ”操作：缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜，放置冷却，得到Al2(SO4)3?18H2O；故答案为：表面出现结晶薄膜。(2)假设 100gAl2(SO4 )3?18H2O 在 250 300 下失重 40.5%，剩余 100g (1-40.5%)=59.5g666=342+18x，解得x=33。Al2 (SO4)?xH2O，59.5g；故答案为：100g(3)根据 “还原焙烧 ”产物之一经过烟气制酸，硫酸铝和碳“还原焙烧 ”生成氧化铝、二氧化碳焙烧和二氧化硫，发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3C
26、2Al2O3 +3CO2 +6SO2；故答案焙烧为： 2Al2(SO4)3+3C2Al2O3+ 3CO2 + 6SO2。(4)实验检验粗氧化铝中是否含有Fe2O3，将粗品溶于稀硫酸中，利用生成的铁离子与KSCN溶液反应是否有红色物质生成；故答案为：取粗氧化铝少许于试管中加稀硫酸溶解，静置，滴加 KSCN溶液，若溶液变红，则粗氧化铝中含有Fe2O3 杂质。(5)向硅酸钠溶液中通入过量CO 生成碳酸氢钠和白炭黑SiO ?nHO，其化学方程式为222Na SiO +2CO +(n+1)H O=2NaHCO +SiO ?nHO ；故答案为： Na SiO +2CO +(n+1)H O =2322322
27、23222NaHCO +SiO ?nH O 。322324+H2 32223+3(6) Al(OH) +H O ? Al(OH) +H ，CO ?H O +CO ， H CO ?HCO+H ，根据盖斯定律 - - 得到 Al(OH)4233，方程式相减，平衡常数相除，因+CO =Al(OH) + HCO此Al(OH) 4233平衡常数为4.2 10 73 ；故答案+CO =Al(OH) + HCOK410 13600=1.75103为： 1.75 10。8 工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如图所示：已知：锂辉石的主要成分为Li2OAl2O3 4SiO2，其中含少量Ca、 Mg 元素
28、。 Li2OAl2O34SiO2+H2SO4(浓 )Li2SO4+Al2O34SiO2H2 O。某些物质的溶解度 (S)如下表所示：回答下列问题：（1）从滤渣1 中分离出Al2O3 的流程如下所示：写出生成沉淀的离子方程式：_。（2）已知滤渣 2 的主要成分有Mg(OH)2 和 CaCO3。向滤液1 中加入石灰乳的作用是_(运用化学平衡原理简述 )。（ 3）最后一个步骤中，用 “热水洗涤 ”的理由是 _。（ 4）工业上，将 Li2CO3 粗品制备成高纯 Li2CO3 的部分工艺如下：a.将 Li2CO3 溶于盐酸作电解槽的阳极液， LiOH 溶液作阴极液，两者用离子选择性透过膜隔开，用惰性电极
29、电解。b.电解后向LiOH 溶液中加入少量NH4HCO3 溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。 a 中电解时所用的是 _(填 “阳离子交换膜 ”或 “阴离子交换膜 ”)。电解后， LiOH 溶液浓度增大的原因是 _。b 中生成 Li2CO3 反应的化学方程式是_。（5）磷酸亚铁锂电池总反应为FePO44+LiLiFePO，电池中的固体电解质可传导Li+，写出该电池放电时的正极反应：_。【答案】 Al3 3NH3H2 O=Al(OH)33NHCa(OH)2Ca2+2OH-， Mg 2+与 OH-结合4生成 Ksp 很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成223Mg(OH)沉淀 Li C
30、O 的溶解度随温度升高而减小阳离子交换膜阴极氢离子放电，锂离子向阴极移动4323234+ e-42LiOH+NH HCOLi CO +2H O+NH FePO Li=LiFePO【解析】【分析】由工业流程图可知，锂辉石经过研磨、加热、酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝和不溶的二氧化硅，过滤得到滤液1 和含有二氧化硅的滤渣1，向滤液1 中加入石灰乳调节pH 值后，再加入碳酸钠溶液，以增加溶液中Ca2+、 OH-的浓度，使Mg（ OH）2 、 CaCO 更利于析3出，以便形成滤渣2，向滤液 2 中加入饱和碳酸钠溶液，反应生成碳酸锂沉淀，过滤、热水洗涤的原因是 Li23的溶解度随温度升高而减小，可减少23的损失，得到最终产物COLi CO碳酸锂，据此分析解答。【详解】(1)据已知信息可知滤渣1 中含有氧化铝和二氧化硅，氧化铝是两性氧化物，而二氧化硅是酸性氧化物，因此首先用盐酸溶解滤渣1，过滤后得到二氧化硅和氯化铝的溶液。向滤液中通入足量的氨气即可生成氢氧化铝，灼烧氢氧化铝即可得到氧化铝，生成沉淀的离子