高考化学铝及其化合物推断题综合题汇编含答案(1)

高考化学铝及其化合物推断题综合题汇编含答案(1)
一、铝及其化合物
1．Al2O3是铝的重要化合物，有着广泛的应用。

以下是Al2O3的实验室制备流程图。

根据题意回答下列问题：
（1）实验室制备过程中，废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是_____；A试剂是
____________（填物质名称）。

（2）两条途径中有一条明显不合理，它是_______（填“途径1”或“途径2”），合理的方案是______。

（3）某同学从多、快、好、省的原则考虑，认为综合途径1和2，可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”，该同学的实验设计流程是（模仿上面流程图设计）__________。

（4）若要从滤液中得到NaCl晶体，其实验操作是_____。

（5）得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质，请设计实验检验杂质：（写出所需试剂、实验步骤和结论）_________。

（6）现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品，为了测定Al2O3的纯度，请你设计实验方案，列出计算式：_____（式中含有a、b等字母）。

【答案】除去铝材表面的油腻稀盐酸途径2 将稀盐酸改成通入过量CO2
蒸发结晶、趁热过滤、
干燥取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3,反之则没有取样品质量为b，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以
后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag。

计算式为：
106a 1-197b
【解析】
【分析】
从废铝材中提取氧化铝，途径1先用稀盐酸反应生成氯化铝，再与Na2CO3溶液发生双水解生成氢氧化铝，再灼烧分解生成氧化铝；途径2氧化铝先与氢氧化钠生成偏铝酸钠，再与盐酸生成氢氧化铝，再灼烧分解生成氧化铝，据此分析解答。

【详解】
（1）废铝材料先用Na2CO3溶液浸洗的目的是除去铝材表面的油腻，A为稀盐酸，故答案为：除去铝材表面的油腻；稀盐酸；
（2）途径2不合理，因为盐酸的量不好控制，改进的方法是将稀盐酸改成通入过量CO2，故答案为：途径2；将稀盐酸改成通入过量CO2；
（3）综合途径1和2，可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“Al2O3”，应该用铝材先分别生成氯化铝和偏铝酸钠，两者再发生双水解生产氢氧化铝，流程为：
；
（4）氯化钠的溶解度受温度影响小，若要从若要从滤液中得到NaCl晶体，操作为：蒸发结晶、趁热过滤、干燥，故答案为：蒸发结晶、趁热过滤、干燥；
（5）得到的Al2O3中可能含有Na2CO3杂质，检测的方法为：取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3,反之则没有，故答案为：取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3,反之则没有；
（6）现有含Na2CO3杂质的Al2O3样品，为了测定Al2O3的纯度，可采用方案为：取样品质量为b，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量
（恒重）得沉淀ag；BaCO3沉淀质量为ag，则n(BaCO3)=
ag
197g/mol
=
a
197
mol=
n(Na2CO3)，则m(Na2CO3)=
a
197
mol 106g/mol=
106a
g
197
，Na2CO3的纯度=
106a
197b
，Al2O3
的纯度=
106a
1-
197b
；故答案为：取样品质量为m，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉
淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag；计算式为：
106a
1-
197b。

【点睛】
本题考查物质分离和提纯，侧重考查元素化合物性质、氧化还原反应、物质分离和提纯实验操作，注意从整体上分析流程图中每一步发生的反应。

2．某厂用蛭石（主要成份为：MgO、Fe2O3、A12O3、SiO2）作原料生产A12O3与Fe(OH)3。

Ⅰ.工艺流程如图（只有固体A和F为纯净物）：
Ⅱ.查阅资料：某些阳离子浓度为0.1mol/L时，氢氧化物沉淀时的pH为：
氢氧化物Fe(OH)3Mg(OH)2Al(OH)3
开始沉淀时的pH 2.310.4 4.0
完全沉淀时的pH 3.712.4 5.2
注：Al(OH)3pH=7.8时开始溶解，10.8时完全溶解。

请回答以下问题：
（1）写出下列物质化学式：试剂I__，F__；
（2）步骤②B生成C的离子方程式：__；
（3）要使固体D杂质尽量少，步聚②调节溶液的pH合理的是__；
A．12.4~13 B．10.8 C．3.7~5.2
（4）滤液E中存在较多的阴离子是__，滤液E中加入过量的NaOH溶液，充分沉淀后，检验上层清液中金属阳离子的操作步骤是__；
（5）固体D可用来生产合成氨的表面催化剂。

如图表示无催化剂时，某合成氨的NH3的百分含量随时间变化曲线，请在图上用虚线画出该反应有催化剂时的曲线___。

【答案】稀盐酸或稀硫酸 Al(OH)3 Al3++4OH-=AlO2-+2H2O B HCO3-、Cl-(或SO42-) 将铂丝用盐酸清洗后，放在酒精灯火焰上灼烧一会儿，蘸取滤液后放在酒精灯火焰上灼烧，火焰
呈黄色，即证明有Na+
【解析】
【分析】
蛭石矿样加入试剂I可以得到溶液和一种纯净滤渣，根据蛭石主要成份为：MgO、Fe2O3、A12O3、SiO2可知试剂I应为稀盐酸或稀硫酸，得到的固体A为SiO2；滤液中主要金属阳离子有Fe3+、Mg2+、Al3+，加入过量的氢氧化钠，得到氢氧化镁沉淀和氢氧化铁沉淀，和含有偏铝酸钠的滤液C，滤液C中通入过量的二氧化碳得到纯净的氢氧化铝沉淀F。

【详解】
(1)上述分析可知试剂Ⅰ是稀硫酸或稀盐酸；固体F为氢氧化铝，Al(OH)3；
(2)步骤②B生成C的反应是铝离子和过量氢氧根离子反应生成偏铝酸盐，反应的离子方程式为：Al3++4OH-═AlO2-+2H2O；
(3)分析图表数据保证镁离子和铁离子全部沉淀，铝离子全部变化为偏铝酸盐，应调节溶液pH为10.8，B符合；
(4)试剂I所用酸的阴离子一直存在与溶液中，滤液C通入过量的二氧化碳会生成碳酸氢
根，所用滤液E 中存在较多的阴离子是HCO 3-、Cl -(或SO 42-)；检验钠离子常用焰色反应，具体操作为将铂丝用盐酸清洗后，放在酒精灯火焰上灼烧一会儿，蘸取滤液后放在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，即证明有Na +；
(5)催化剂改变反应速率不改变化学平衡，据此画出曲线变化为。

3．铬鞣剂[Cr(OH)SO 4]可用于提高皮革的耐曲折强度。

一种以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4的工艺流程如图：
回答下列问题：
（1）“焙烧”时，Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4的化学方程式为__。

（2）“水浸”过程中，物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示，则最佳反应条件为__。

（3）“滤渣1”中有一种成分为铁铝酸四钙(Ca 4Fe 2Al 2O 10)，是制造水泥的原料之一，用氧化物的形式表示其化学式__。

（4）“滤渣2”主要成分为Al(OH)3和__(填化学式)，“过滤2”后，将溶液pH 调至a ，a__6.5(填“小于”或“大于”)，目的是__(用离子方程式表示)。

（5）已知CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2，写出Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4的化学方程式__。

（6）某厂用m 1kg 的铬渣(含Cr 2O 340%)制备Cr(OH)SO 4，最终得到产品m 2kg ，则产率为__。

【答案】2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2 物质的粒度为60目时
4CaO·Fe 2O 3·Al 2O 3 H 2SiO 3 小于 2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2O
Na 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 21
38100%33m m 【解析】
【分析】
以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4，先加入碳酸钠、通入空气进行焙烧，再经过水浸、过滤除去固体杂质Fe 2O 3，调pH 除去杂质氢氧化铝和氢氧化铁，最后通过氧化还原反应生成目标产物Cr(OH)SO 4。

【详解】
（1）“焙烧”时，Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4，Cr 元素的化合价升高，反应为氧化还原反应，还需氧化剂O 2，根据电子守恒配平方程式为2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2。

（2）根据图示可知，当物质的粒度为60目时，铬的残余量最少，故最佳反应条件为物质的粒度为60目时。

（3）铁铝酸四钙(Ca 4Fe 2Al 2O 10)，用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·
Fe 2O 3·Al 2O 3。

（4）步骤过滤1后溶液中存在偏铝酸钠和硅酸钠等杂质，调节pH 使其转化为沉淀Al(OH)3和H 2SiO 3，故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H 2SiO 3 。

“过滤2”后，将溶液pH 调至a ，是为将2CrO 42-转化为Cr 2O 72-，酸性条件下可以实现转化，故a 小于6.5实现2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2O 的转化。

（5）根据条件CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2， Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4为氧化还原反应，其中碳元素、铬元素的化合价发生改变，根据电子守恒得化学反应方程式为Na 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 。

（6）最终得到产品Cr(OH)SO 4m 2kg ，其中铬元素的含量为252165m ⨯
kg ，原料中铬元素的含量为1522(40%)522163
m kg ⨯⨯⨯⨯+⨯，则产率为221152
38165100%100%5223340%522163
m m m m ⨯
⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯。

4．现有部分短周期元素的相关信息如表所示：
（1）W 在周期表中位于第________周期第________族；
（2）上述元素可形成含有共价键的常见二元离子化合物，该化合物的电子式为________，
该化合物中阳离子和阴离子的数目比为________。

（3）实验室用X的气态氢化物的水溶液制取Z的氢氧化物的方法是
________________________________(用离子方程式表示)。

（4）W、X的氢化物H2W2、X2H4在一定条件下反应可得到一种单质和常温下为液体的物质，试写出该反应的化学方程式：__________________________________________。

【答案】二ⅥA 2：1
Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+ 2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O
【解析】
【分析】
海水中质量分数最高的元素为O元素，故W为O；X其为非金属元素，简单气态氢化物溶于水所得溶液呈碱性，该简单气态氢化物为NH3，X为N；Y的M层比K层少1个电子，则含有11个电子，即Y为Na；Z的简单离子是第三周期元素的简单离子中半径最小，则Z 为Al。

【详解】
由分析知：W为O、X为N、Y为Na、Z为Al：
（1）W为O，在周期表中位于第二周期第ⅥA族；
（2）Na与O形成Na2O2，Na2O2中含有离子键和共价键，该化合物的电子式为
，通过其电子式可知，该化合物中阳离子与阴离子的数
目比为2：1；
（3）X的氢化物为NH3，W的氢氧化物为Al(OH)3，用氨水制取Al(OH)3的离子方程式为
Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
（4）W、X的氢化物H2W2、X2H4分别为H2O2、N2H4，H2O2与N2H4在一定条件下反应生成N2、H2O，其反应的化学方程式为2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O。

5．A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系（副产物已略去）。

试回答：
（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是____。

a．S b．N2 c．Na d．Mg e．Al
（2）若A为强碱溶液，则X可能为____。

a．CO2 b．AlCl3 c．Al d．Mg e．Al2O3
（3）若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则B的化学式为____；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是（离子方程式表示）
___，检验此C溶液中金属元素价态的操作方法是____。

（4）若A、B、C为含有金属元素的化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，
则B的化学式为____，X的化学式可能为（写出不同类物质）____或____，反应②的离子方程式为___或___。

【答案】de ab FeCl3 2Fe3++Fe=3Fe2+加入硫氰化钾，不显血红色，然后加入氯水，显血红色，则为亚铁离子 Al(OH)3盐酸氢氧化钠 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

【解析】
【分析】
（1）根据常见的强氧化剂单质氧气和氯气分析；
（2）根据各物质的转化关系分析；
（3）在溶液C中滴入AgNO3，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，此沉淀为AgCl，由题意与转化关系可推知A为Cl2，x为还原性较强的金属，由所学知识推x为铁单质；
（4）x为强电解质，应属于强酸、强碱或者盐类，但根据图所示转化关系确定x只能为强碱或强酸。

能与强碱、强酸连续反应的常见物质就是铝的化合物。

【详解】
（1）a．S与氧气反应生成SO2，SO2和氧气反应生成SO3，故不选a；
b．N2与氧气在放电条件下生成NO，NO与氧气反应生成NO2，故不选b；
c．Na与氧气在常温下生成Na2O，Na2O与氧气加热生成Na2O2，故不选c；
d．金属Mg与氧气反应生成氧化镁固体，氧化镁与氧气不反应，故选d；
e．Al与氧气反应生成氧化铝，氧化铝与氧气不反应，故选e；
选de。

（2）a．CO2 与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，故选a；
b．AlCl3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，故选b；
c．Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与铝不反应，故不选c；
d．Mg与氢氧化钠溶液不反应，故不选d；
e．Al2O3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液与氧化铝不反应，故不选e；
选ab；
（3）铁与氯气反应生成氯化铁，则B为FeCl3，氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，C为FeCl2，Fe2+易被氧化，所以FeCl2在贮存时，应加入铁粉来还原Fe3+，离子方程式为
2Fe3++Fe=3Fe2+；检验此C溶液中含有Fe2+的操作方法是：加入硫氰化钾，不显血红色，然后加入氯水，显血红色，则为亚铁离子。

（4）若x为强酸，则A为偏铝酸盐、B为氢氧化铝、C是铝盐；若x为强碱，则A为铝盐、B为氢氧化铝、C是偏铝酸盐；则B的化学式为Al(OH)3，X的化学式可能为盐酸或氢氧化钠，反应②的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O或Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

6．（1）实验室制氯气的尾气处理用_____溶液吸收，其化学反应方程式为_____。

（2）向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，现象是先产生白色沉淀，其反应的离子方程式为_____，后白色沉淀又溶解消失，其反应的离子方程式为_____。

（3）在含有0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中，加入19.2g 铜粉，产生的气体成分为_____（填NO 或H 2），你所选气体在标准状况下的体积为_____L
【答案】NaOH 2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2
﹣+2H 2O NO 3.36L
【解析】
【分析】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气；
(2)铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝为两性氢氧化物，溶解于强碱中；
(3)硫酸和硝酸都为稀酸，反应方程式为铜与稀硝酸反应。

【详解】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，防止污染空气；氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水，反应方程式为：2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O ，
故答案为：NaOH ；2NaOH+Cl 2＝NaCl+NaClO+H 2O ；
(2)向AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液，现象是先产生白色沉淀，是铝离子和氢氧根反应生
成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓；后白色沉淀又溶解消失，是因为
氢氧化铝为两性氢氧化物，溶解于强碱中，生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2﹣+2H 2O ，
故答案为：Al 3++3OH ﹣＝Al(OH)3↓；Al(OH)3+OH ﹣＝AlO 2﹣+2H 2O ；
(3)0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中，硫酸和硝酸都为稀酸，加入19.2g 铜粉，且氢离子不足，完全反应，设n(NO)＝x ，
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O
820.6mol x
+++++↑+﹣＝
x ＝0.15mol ，V(NO)＝n×Vm ＝0.15×22.4＝3.36L ，故答案为：NO ；3.36L 。

7．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：
①锂辉石的主要成分为Li 2O·
Al 2O 3·4SiO 2，其中含少量Ca 、Mg 元素。

②Li 2O·Al 2O 3·4SiO 2+H 2SO 4(浓)Li 2SO 4+Al 2O 3·4SiO 2·H 2O 。

③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。

①a中电解时所用的是___(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

②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FePO4+Li LiFePO4，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＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋ Ca(OH)2 Ca2++2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀 Li2CO3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
2LiOH+NH4HCO3Li2CO3↓+2H2O+NH3↑ FePO4＋Li+＋e-===LiFePO4
【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、CaCO3更利于析出，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Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂，据此分析解答。

【详解】
(1)据已知信息①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，生成沉淀的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋，故答案为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋；
(2)石灰乳中存在氢氧化钙的溶解平衡Ca(OH)2 Ca2++2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp 很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀，而钙离子与碳酸根结合生成碳酸钙沉淀，故答案为：Ca(OH)2 Ca2++2OH-，Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，导致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀；
(3)根据表中数据可判断Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，因此最后一个步骤中，用“热水洗涤”可以减少固体溶解而造成的损失，故答案为：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小；(4)①电解池中阳极失去电子发生氧化反应，阴极氢离子放电，产生氢氧根离子，而锂离子向阴极移动，故a中电解时所用的是阳离子交换膜，故答案为：阳离子交换膜；
②阴极得到电子，则溶液中的氢离子放电，由于阴极氢离子放电，产生氢氧根离子，而锂离子向阴极移动，所以电解后，LiOH溶液浓度增大。

根据原子守恒可判断LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，除得到高纯Li2CO3外还有氨气和水生成，反应的化学方程式为2LiOH+NH4HCO3Li2CO3↓+2H2O+NH3↑，故答案为：阴极氢离子放电，锂离子向阴极移动；2LiOH+NH4HCO3Li2CO3↓+2H2O+NH3↑；
(5)根据原电池的工作原理，正极上发生还原反应，得到电子，因此FePO4在正极上发生反应，即正极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，故答案为：FePO4＋Li+＋e-===LiFePO4。

8．在高温下， Al与Fe2O3发生铝热反应后得到的固体混合物中主要含有Al2O3、Fe，还含有少量Fe2O3。

从该样品中固体混合物分离出Al2O3，并回收Fe和Fe2O3的流程如下：
已知：NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al（OH）3↓ + NaHCO3
回答下列问题：
（1）固体①的成分是__________。

溶液②的溶质是____________。

（2）加入过量NaOH溶液时，发生反应的离子方程式是__________。

（3）白色固体②与NaOH溶液反应的离子方程式是__________。

【答案】Fe和Fe2O3 NaHCO3 Al2O3 + 2OH-= 2AlO2- + H2O Al（OH）3 + OH-= AlO2- + 2H2O 【解析】
【分析】
固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液①为NaAlO2和NaOH的混合溶液，固体①为Fe和Fe2O3，溶液①通过过量CO2得到溶液②为NaHCO3溶液，固体②为Al（OH）3沉淀，以此答题。

【详解】
固体混合物加过量NaOH溶液得到溶液①为NaAlO2和NaOH的混合溶液，固体①为Fe和Fe2O3，溶液①通过过量CO2得到溶液②为NaHCO3溶液，固体②为Al（OH）3沉淀，Al （OH）3受热分解得到Al2O3。

（1）固体①的成分是Fe和Fe2O3；溶液②的溶质NaHCO3，故答案为：Fe和Fe2O3；NaHCO3；
Al O+ 2OH= 2AlO+ H O，（2）加入过量NaOH溶液时，发生反应的离子方程式是--
2322
故答案为：--2322Al O + 2OH = 2AlO + H O ；
（3）白色固体②为Al （OH ）3与NaOH 溶液反应的离子方程式是
--322Al OH + OH = AlO + 2H O （），故答案为：--322Al OH + OH = AlO + 2H O （）。

9．以铬铁矿(主要成分为FeO 和Cr 2O 3，含有Al 2O 3、SiO 2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na 2Cr 2O 7·2H 2O)，其主要工艺流程如下：
查阅资料得知:
ⅰ．常温下，NaBiO 3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr 3+
转化为CrO 42－。

ⅱ． 金属离子 Fe 3+ Al 3+ Cr 3+ Fe 2+ Bi 3+ 开始沉淀的pH 2.7 3.4 5.0 7.5 0.7 沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
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CrO 42－转化为Cr 2O 72－
，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Fe 3+、Al 3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去 3NaBiO 3+2Cr 3++7OH －+H 2O=3Bi(OH)3+2CrO 42－+3Na + CrO 42－+2H +Cr 2O 72－+H 2O 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．金属Co、Ni性质相似,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛.现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下:
(1)酸浸时SO2的作用是___________________________________。

(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子反应_________________________________。

(3)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(１－x)Fe2O4(其中Co、Ni均为＋2价).如图是用两种不同方法制得的CoxNi(１－x)Fe2O4在10℃时催化分解6％的H2O2溶液的相对初始速率随x 变化曲线.
①H 2O 2 的电子式_________________________________。

②由图中信息可知:_________________________________法制取的催化剂活性更高。

③Co 2＋ 、Ni 2＋ 两种离子中催化效果更好的是_________________________________。

(4)已知煅烧CoCO 3时,温度不同,产物不同.在400℃充分煅烧CoCO 3,得到固体氧化物的质量2.41g,CO 2的体积为0.672L(标况下),则此时所得固体氧化物的化学式为____________。

【答案】还原剂或将Co 3+还原为Co 2+ 2Al 3++3CO 32-+3H 2O=2Al(OH)3↓+3CO 2↑
微波水热 Co 2+ Co 3O 4
【解析】 【分析】
第一步酸浸，将氧化物全部变为离子，加入的2SO 具有还原性，可将3+Co 还原为2+Co ，第二步加入的碳酸钠，3+Al 和2-
3CO 可以发生双水解反应，将铝变为沉淀除去，接下来用萃取剂除去镍，此时溶液中只剩下2+Co ，再加入2-
3CO 将2+Co 转变为3CoCO 沉淀即可，本题得解。

【详解】
（1）根据分析，2SO 作还原剂；
（2）根据分析，3+Al 和2-
3CO 发生双水解反应
3+2-32322Al 3CO +3H O=2Al(OH)+3CO ↓↑；
（3）①画出过氧化氢的电子式即可；
②根据题图可以看出微波水热法具有更高的反应速率；
③当x 增大，催化剂中的2+Co 比例增大，2+Ni 比例减小，而x 增大时过氧化氢的分解速率也在增大，说明2+Co 的催化效果更好； （4）首先根据m V 0.672
n=
==0.03mol V 22.4
算出2CO 的物质的量，根据碳原子守恒可知碳酸钴的物质的量也为0.03mol ，再根据钴原子守恒，2.41g 固体中有0.03mol 钴原子，剩下的
全为氧原子，解得氧原子的物质的量为0.04mol，因此所得固体氧化物的化学式为Co O。

34。