2020-2021全国各地高考化学分类：铝及其化合物推断题综合题汇编含详细答案

2020-2021全国各地高考化学分类：铝及其化合物推断题综合题汇编含详细答
案
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(FeSO4·7H2O)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）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】Fe2O3、FeO 制备硅胶，作干燥剂将Fe3+全部还原为Fe2+ AlO2-+4H+= Al3++2H2O 漏斗、烧杯和玻璃棒蒸发氨水 Al3++3NH3﹒H2O= Al(OH)3↓+3NH4+
【解析】
【分析】
Al2O3属于两性氧化物，Fe2O3、FeO都是碱性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，因此，矿石中的Al2O3和SiO2能溶于氢氧化钠溶液，Fe2O3、FeO溶于氢氧化钠溶液，滤渣1的成分是
Fe2O3、FeO；滤液1中的溶质有NaAlO2和Na2SiO3，加入过量盐酸后，AlO2-转化为Al3+，SiO32-转化为H2SiO3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，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
Fe2(SO4)3和FeSO4，加入过量铁粉，将Fe3+全部还原为Fe2+，溶液B为FeSO4。

【详解】
(1)由分析可知滤渣1的成分是Fe2O3、FeO；滤渣2的成分是H2SiO3，可用于制备硅胶，作干燥剂，故答案为：Fe2O3、FeO；制备硅胶，作干燥剂；
(2) 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Fe2(SO4)3和FeSO4，加入过量铁粉，将Fe3+全部还原为Fe2+，反应的离子方程式为：2 Fe3++Fe=3 Fe2+，
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-+4H+= Al3++2H2O；
(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：Al 3++3NH 3﹒H 2O= Al(OH)3↓+3NH 4+，故答案为：氨水；Al 3++3NH 3﹒H 2O= Al(OH)3↓+3NH 4+。

2．2019年诺贝尔奖授予了在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。

锂离子电池的广泛应用要求处理锂电池废料以节约资源、保护环境。

锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有LiCoO 2、Al 等，处理该废料的一种工艺如图所示：
（1）Li 的原子结构示意图为_____________，LiCoO 2中Co 的化合价为_______。

（2）“碱浸”时Al 溶解的离子方程式为__________________________________。

（3）“酸溶”时加入H 2O 2的目的是______________________________________。

（4）“沉钴”的离子方程式为___________________________________________。

（5）配制100 mL 1.0 mol /L (NH 4)2C 2O 4溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_____。

（6）取CoC 2O 4固体4.41g 在空气中加热至300 ℃，得到的钴的氧化物2.41g ，则该反应的化学方程式为__________________________________________________________。

【答案】 +3 2Al 2OH -+2222H O 2AlO 3H -+=+↑ 将2LiCoO 中的Co(Ⅲ)还原为2+价 222424Co C O CoC O +-+=↓ 100mL 容量瓶、胶头滴管
Δ2423423CoC O 2O Co O 6CO +=+
【解析】
【分析】
铝钴膜主要含有2LiCoO 、Al 等，将废料先用碱液浸泡，将Al 充分溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为2LiCoO ，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成24Li SO 、4CoSO ，然后加入氨水调节溶液的pH ，生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子，最后对滤液用草酸铵洗涤处理，经过一系列处理得到草酸钴。

据此解答。

【详解】
（1）锂是3号元素，原子结构示意图为，2LiCoO 中Li 显1+价，氧元素显2-价，设钴元素的化合价是x ，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：
()()1x 220+++-⨯=，则x 3=+，故答案为：；3+；
（2）“碱浸”时Al 溶解于氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为
2Al 2OH -+2222H O 2AlO 3H -+=+↑；
（3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入22H O ，可以将2LiCoO 中的Co(Ⅲ)还原为2+价，用氨水调节pH ，将锂离子转化为氢氧化锂沉淀，所得滤渣主要为LiOH ，故答案为：将2LiCoO 中的Co(Ⅲ)还原为2+价；
（4）“沉钴”中4CoSO 与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为
222424Co C O CoC O +-+=↓，故答案为：222424Co C O CoC O +-+=↓；
（5）配制100 mL 1.0 mol /L (NH 4)2C 2O 4溶液，需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要100mL 容量瓶、胶头滴管，故答案为：100mL 容量瓶、胶头滴管；
（6）4.41gCoC 2O 4的物质的量为 4.41g 0.03mol 147g /mol
=，其中含有钴元素的质量0.03mol 59g /mol 1.77g =⨯=，因此钴的氧化物中含有氧元素的质量
2.41g 1.77g 0.64g =-=，氧元素的物质的量0.64g 0.04mol 16g /mol
==，因此该钴的氧化物为34Co O ，钴元素被氧化，因此反应物中需要氧气参与，根据元素守恒，生成物中还有二氧化碳，反应的方程式为Δ
2423423CoC O 2O Co O 6CO +=+，故答案为：Δ
2423423CoC O 2O Co O 6CO +=+。

【点睛】
从处理铝钴膜废料的工艺流程不难得出：Co 的化合价多于一种，所以钴元素的氧化物有多种，所以我们得先确认本题中生成的是哪种氧化物，才能正确书写方程式。

3．A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 为八种短周期主族元素，原子序数依次增大。

A 、F 的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A 的单质在常温下为气体。

C 与B 、H 在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17。

D 与F 同周期。

G 的单质常用作半导体材料。

请回答：
(1)C 和H 分别与A 形成的简单化合物沸点较高的是________(填化学式)，理由是_____________。

(2)C 、E 形成的简单离子半径大小：r (C)______r (E)(填>、<或=)
(3)请写出F 最高价氧化物对应的水化物在水溶液中的电离方程式______________。

(4)B 与G 形成的化合物常用于做耐高温材料，工业可用碳热还原法制取：将G 的氧化物与B 的单质在1400℃条件下和足量的碳反应，请写出化学反应方程式_____________。

【答案】H 2O H 2O 分子间存在氢键 > H ++AlO 2-+H 2O
Al(OH)3Al 3++3OH -
3SiO 2+6C+2N 2
Si 3N 4+6CO 【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素，原子序数依次增大。

A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A的单质在常温下为气体，则A为H；G的单质常用作半导体材料，G为Si，结合原子序数可知F为Al；C与B、H在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17，17÷3=5…2，B为N、C为O、H为S，D与F同周期，位于第三周期，D为Na、E为Mg，以此来解答。

【详解】
由上述分析可知，A为H、B为N、C为O、D为Na、E为Mg、F为Al、G为Si、H为S。

(1)C和H分别与A形成的简单化合物分别是H2O、H2S，其中沸点较高的是H2O，原因是
H2O 分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引力；
(2)O2-、Mg2+核外电子排布相同。

具有相同电子排布的离子中，原子序数大的离子半径小，则C、E形成的简单离子半径大小：r(C)>r(E)；
(3)F最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，在水溶液中存在酸式电离和碱式电离，电离方程式为H++AlO 2-+H2O Al(OH)3Al3++3OH-；
(4)将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应，其化学反应方程式为
3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。

【点睛】
本题考查元素及化合物的推断及物质性质的方程式表示。

把握原子结构、元素的位置、质子数关系来推断元素为解答的关键，注意元素化合物知识的应用，题目侧重考查学生的分析与应用能力。

Ⅹ、是生活中用途广泛的两种金属单质。

其相互转4．A～G为中学化学常见的化合物，Y
化关系如图所示（反应条件已略去）：
请回答下列问题
、的化学式分别为____、____。

（1）A C
（2）①～⑨中，属于非氧化还原反应的是___。

（3）反应⑨的化学方程式为_________，该反应的现象为____。

（4）反应①、④的离子方程式分别为__________、_______。

【答案】Fe2O3 NaAlO2②④⑦⑧ 4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 2Al+2OH-+2H2O= 2AlO2-+3H2↑ Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O 【解析】
【分析】
X和B都是能与氢氧化钠反应的物质，为铝或氧化铝之一，A和Y能与盐酸反应，G在空气中转化为F，G和F都是由D，E与氢氧化钠反应制得的，E为氯化亚铁，F为氢氧化铁，G为氢氧化亚铁，D为三氯化铁，E为氯化亚铁，Y为铁，A为三氧化二铁，X为铝，B
为氧化铝，C为偏铝酸钠，然后分析。

【详解】
根据分析可知，A为Fe2O3，B为Al2O3，C为NaAlO2，D为FeCl3，E为FeCl2，F为
Fe(OH)3，G是Fe(OH)2，X为Al，Y为Fe；
写出①～⑨的化学方程式：
①2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+3H2↑
②Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+H2O
③2Al+ Fe2O3=高温2Fe+ Al2O3
④Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O
⑤Fe +2HCl= FeCl2+H2↑
⑥2FeCl3+ Fe= 3FeCl2
⑦FeCl3+ 3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl
⑧FeCl2+ 2NaOH= Fe(OH)2↓+2NaCl
⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3
(1)A为Fe2O3，C为NaAlO2；
(2)非氧化还原反应指的是没有化合价的变化的反应，有②④⑦⑧；
(3)⑨4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3，反应现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
(4)①的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，④的离子方程式为Fe2O3+6H+=
2Fe3++3H2O。

【点睛】
能与氢氧化钠反应的金属在高中阶段只学了铝，铁和铝的性质是常考的内容，需要学生很熟悉常见金属及其化合物的性质。

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．工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如图(金属单质E可由滤液C制取)：
已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
(1)固体混合物B的成分是_____。

它与NaOH溶液反应的离子方程式为_____。

(2)滤液A中铁元素的存在形式为_____(填离子符号)，生成该离子与Fe元素有关的离子反应方程式为_____。

要检验该铁元素的离子的实验_____
(3)在滤液C中通入足量CO2的离子方程式为_____
(4)金属单质E从固体混合物F中置换出Cu的化学方程式为_____
【答案】SiO2和Cu SiO2+2OH-=SiO32-+H2O Fe2+ Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+取少量溶液于试管中，滴加KSCN，溶液不变红，再加入氯水，溶液变为血红色，则有Fe2+ OH-+CO2=HCO3-；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 2Al+3CuO高温
Al2O3+3Cu
【解析】
【分析】
氧化亚铜与盐酸反应生成铜和铜离子，二氧化硅与盐酸不反应，氧化铁与盐酸反应生成Fe3+，铁离子与铜反应生成亚铁离子，固体为二氧化硅和铜，滤液中含有铜离子、亚铁离子、铝离子，加入足量的氢氧化钠溶液，滤液C中含有偏铝酸根离子，金属E为铝，固体D为氢氧化铜和氢氧化铁的混合物，在空气中灼烧，F为氧化铜和氧化铁的混合物，粗铜为铜、铝、铁的混合物，经过电解可得到纯铜。

【详解】
(1)固体混合物B的成分是SiO2和Cu。

它与NaOH溶液即二氧化硅与氢氧化钠反应，反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

(2)氧化亚铜与盐酸反应生成铜单质和铜离子，氧化铁与盐酸反应生成铁离子，与铜反应生成亚铁离子，有铜剩余，故铁离子完全转化为亚铁离子，滤液A中铁元素的存在形式为Fe2+，生成该离子与Fe元素有关的离子反应方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。

要检验该铁元素的离子的实验为取少量溶液于试管中，滴加KSCN，溶液不变红，再加入氯水，溶液变为血红色，则有Fe2+。

(3)在滤液C中含有偏铝酸钠和氢氧化钠，通入足量CO2的离子方程式为OH-+CO2=HCO3-；AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

(4)金属单质E为铝，从固体混合物F为氧化铜和氧化铁的混合物，置换出Cu的化学方程式为铝热反应，2Al+3CuO高温Al2O3+3Cu。

7．工业上制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到纯净的
Al2O3，然后电解Al2O3得到铝。

下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。

其中涉及到的一个反应:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓。

(1)图示中实验操作(1)是________；加入的试剂②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：
①铝土矿→A：_________________________________________________。

②E→F：_______________________________________________________。

【答案】过滤 Ca(OH)2或 Ba(OH)2 NaAlO2 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
2Al(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①是NaOH溶液，操作（1）过滤，沉淀C为Fe2O3，则溶液D为Na2CO3，反应②为：
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH，故沉淀H为CaCO3，沉淀E为Al(OH)3，F为Al2O3，反应④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＝Na2CO3＋2Al(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②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）①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；
②E→F是氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为：
2Al(OH)3△Al2O3+3H2O。

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：NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2O = Al （OH ）3↓ + NaHCO 3
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Fe 2O 3 NaHCO 3 Al 2O 3 + 2OH -= 2AlO 2- + H 2O Al （OH ）3 + OH -= AlO 2- + 2H 2O
【解析】
【分析】
固体混合物加过量NaOH 溶液得到溶液①为NaAlO 2和NaOH 的混合溶液，固体①为Fe 和Fe 2O 3，溶液①通过过量CO 2得到溶液②为NaHCO 3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NaAlO 2和NaOH 的混合溶液，固体①为Fe 和Fe 2O 3，溶液①通过过量CO 2得到溶液②为NaHCO 3溶液，固体②为Al （OH ）3沉淀，Al （OH ）3受热分解得到Al 2O 3。

（1）固体①的成分是Fe 和Fe 2O 3；溶液②的溶质NaHCO 3，故答案为：Fe 和Fe 2O 3；NaHCO 3；
（2）加入过量NaOH 溶液时，发生反应的离子方程式是--2322Al O + 2OH = 2AlO + H O ，
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．铝土矿（主要成分为Al 2O 3,还含有SiO 2(不溶于水和酸)、Fe 2O 3）是工业上制备氧化铝的主要原料。

工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
（1）沉淀A 、B 的成分分别是__________、__________;步骤②中的试剂a 是__________ ;(以上均填化学式)
（2）试写出步骤③中发生反应的离子方式__________、__________ ;
【答案】SiO 2 Fe(OH)3 NaOH 溶液 CO 2 +OH - =HCO 3- CO 2 +AlO 2- +2H 2O=Al(OH)3 ↓+HCO 3-
【解析】
【分析】
铝土矿中加入过量试剂盐酸，然后过滤得到沉淀A为SiO2，滤液甲中加入过量NaOH溶液
过滤后得到沉淀B和滤液乙，滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl，沉淀B为Fe（OH）3，滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl，向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液，沉淀C为Al（OH）3，加热氢氧化铝得到氧化铝，以此解答该题。

【详解】
（1）由以上分析可知A为SiO2，沉淀B为Fe（OH）3，滤液甲中含有Al3+、Fe3+、H+等，应加入氢氧化钠，除去铁离子，将铝离子转化为AlO2-，步骤②中的试剂a是NaOH溶液；（2）步骤③中与OH-反应生成碳酸氢根离子：CO2+OH-＝HCO3-，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子反应为：CO2 +AlO2- +2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

【点睛】
把握流程中物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析、推断及
实验能力的综合考查。

离子方程式的书写是解答的易错点，注意二氧化碳是过量的。

10．钴元素由于其良好的物理化学性质，被广泛应用于生产生活中。

利用含钴废料(含CoO、Co2O3、金属Al、Li等)制取CoCl2·6H2O的流程图如图所示
(1)写出步骤I中主要反应的化学方程式_______。

(2)步骤II中可用盐酸代替H2SO4与H2O2的混合液，但缺点是___________。

(3)步骤III①中Na2CO3溶液的作用是__________。

(4)若在实验室煅烧 CaCO3，所需硅酸盐材质的仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有______(填仪器名称)。

(5)操作①的步骤是______、________、过滤、洗涤、干燥。

洗涤过程中可以用乙醇和水的
混合液代替水的优点是_______。

(6)CoCl2•6H2O晶体受热易分解，取119g该晶体加热至某一温度，得到CoCl2•xH2O晶体
83g，则x=_____。

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑氧化产物为氯气会污染环境调节pH除去Al3+，坩埚、泥三角蒸发浓缩冷却结晶减少晶体的溶解损失 2 【解析】
【分析】
含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)加入烧碱溶液溶解，得到含铝溶液，过滤除去滤液，得到含钴的滤渣，加入浸出剂浸取钴，得到含有Co2+、Al3+、Li+的溶液，加入碳酸钠溶液调节pH4.5～5沉淀Al3+：2Al3++3CO32-+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑，再加入NaF沉淀Li+，之后过滤，向滤液中加碳酸钠调节pH至8～8.5，沉淀Co2+，得到CoCO3，灼烧CoCO3得到CoO，用稀盐酸溶解得到CoCl2溶液，将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CoCl2•6H2O，以此解答该题。

【详解】
(1)步骤I为含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)与NaOH溶液混合，Al与NaOH溶液反应，Li与水反应，反应分别为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑；
(2)步骤Ⅱ应加入还原剂，将Co2O3还原为Co2+，盐酸为还原性酸，但其氧化产物为氯气，氯气有毒会污染环境；
(3)步骤Ⅲ中①加入碳酸钠溶液调节pH4.5～5可除去Al3+，发生反应：2Al3++3CO32-
+2H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；
(4)在实验室煅烧CoCO3，所需的硅酸盐质仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角；
(5)操作①是从CoCl2溶液中结晶CoCl2•6H2O，具体为：将溶液在HCl氛围中，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；洗涤过程中可以用乙醇和水的混合液代替水，可以减少晶体的溶解损失；
(6)119g该晶体的物质的量为
119g
238g/mol
=0.5mol，含水3mol，加热后失去结晶水的质量为
119g-83g=36g，n(H2O)=
36g
18g/mol
=2mol，则0.5molCoCl2•xH2O含水为3mol-2mol=1mol，所
以x=2。

【点睛】
玻璃、水泥、陶瓷均属于硅酸盐材料；从溶液中获取晶体，一般要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。