备战高考化学一模试题分类汇编——铝及其化合物推断题综合含答案

备战高考化学一模试题分类汇编——铝及其化合物推断题综合含答案
一、铝及其化合物
1．阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：
【答案】ACD 一定含有铝元素 Mg（OH）2 SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓ 2C +SiO2 高温
Si +
2CO↑
【解析】
【分析】
(1)H2和O2常温下为气体，而C、S常温下为固体；
(2)Al具有②中元素的性质，四种元素可能有1种是铝元素；
(3)白色沉淀应为碱，短周期元素中只有Mg(OH)2符合；
(4)滤液中加入过量的盐酸溶液，得到的应是难溶于水的弱酸，可为H2SiO3或H4SiO4；
(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族且X原子序数最小的条件。

【详解】
(1)A．X若为氢时，其最外层电子数为1，无内层电子，且H2常温下为气体，不合理，故A 错误；
B．X若为C时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，且C常温下为固体，合理，故B正确；
C．X若为氧时，满足最外层电子数均不少于最内层电子数，但O2或O3常温下为气体，不合理，故C错误；
D．X若为硫，其原子序数是16，原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素，不合理，故D错误；
故答案为：ACD；
(2)Al能与氧气反应，且Al2O3能溶于稀硫酸，也能溶于NaOH溶液，且氧化铝的式量是102，均满足信息②，则四种元素一定有1种是铝元素；
(3)对所有短周期元素进行试探，唯有镁元素符合性质，可知白色沉淀物的化学式为
Mg(OH)2；
(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4)，生成该白色沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓)；
(5)已知X、Y、Z、W四种元素中的3种为Mg、Al、Si，只有X为碳时才符合X与W同主族
且X原子序数最小的条件，则C与SiO2在高温下反应的化学方程式为2C +SiO2 高温
Si +
2CO↑。

2．某混合溶液中可能大量含有的离子如下表所示：
阳离子H＋、K＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋
阴离子Cl－、OH－、CO32-、AlO2-
为探究其成分，某同学将Na2O2逐渐加入到上述混合溶液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如图所示。

(1)该溶液中一定含有的阳离子是________________________________，其对应物质的量浓度之比为 ____________，溶液中一定不存在的阴离子是_______________________。

(2)写出沉淀减少的离子方程式 ________________________________________________。

【答案】H＋、Al3＋、NH4+、Mg2＋ 2:2:2:3 OH－、CO32-、AlO2- Al(OH)3+OH－= AlO2- +2H2O 【解析】
【分析】
(1)根据生成的沉淀总物质的量最大量为5mol、最终得到3mol可知，最终得到的沉淀为
3mol氢氧化镁沉淀，溶解的2mol沉淀为氢氧化铝；根据气体的物质的量最后有增加可知，增加的气体为氨气，溶液中一定存在铵离子；根据开始加入过氧化钠时没有沉淀生成，说明原溶液中存在氢离子，根据题中数据计算出氢离子的物质的量；
(2)沉淀中氢氧化铝沉淀能够与氢氧化钠溶液反应而导致沉淀减少，据此写出反应的离子方程式。

【详解】
(1)根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg2+和Al3+，所以一定不含CO32-、AlO2-，并且含有镁离子的物质的量为3mol，氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是
5mol，根据元素守恒，所以含有铝离子的物质的量2mol；加入8mol过氧化钠会生成4mol 氧气，而图象中生成了6mol气体，说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外，还一定有2mol其他气体生成，而只能是氨气，所以一定含有2mol铵根离子，所以一定不含有氢氧根离子；图象中加入过氧化钠的物质的量在0～amol之间时，没有沉淀生成，所以溶液中含有H+，由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol，8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠，而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为：2mol×3+3mol×2+2mol=14mol，所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应，氢离子的物质的量为2mol；并且物质的量为2mol，溶液中一定还含有阴离子，可能为氯离子，钾离子不能确定是否存在，根据电荷守恒：n(H+)+3n(Al3+)+n(NH4+)+2n(Mg2+)≤16mol，所以氯离子物质的量≥16mol，所以溶液中一定存在的阳离子为：H+、Al3+、NH4+、Mg2+；含有的阳离子的物质的量之比为：n(H+)：n(Al3+)：n(NH4+)：n(Mg2+)=2：2：2：3；溶液中一定不存在的阴离子为：OH-、CO32-、AlO2-；
(2)生成的沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝，其中氢氧化铝能够与氢氧化钠溶液反应，反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。

3．明矾在日常生活中用途非常广泛。

用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。

回答下列问题：
已知：Fe3＋开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为1.9～3.7。

（1）明矾净水的原理是_______________________（用离子方程式表示）。

（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为______________________。

（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_______________。

（4）“步骤①”的目的是______；“滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称
是_____（填俗称）。

（5）“步骤②”包含的操作有_________、__________、过滤及干燥。

【答案】Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 调节溶液pH，使沉淀完全铁红蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
【分析】
废铝灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等)加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性滤液，滤渣1为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，向氧化后的滤液中加入
Al(OH)3，Fe3+转化为更难溶的Fe(OH)3沉淀，过滤后得到含有Al3+、SO42-的滤液，滤渣2为Fe(OH)3，向滤液中加入K2SO4制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。

【详解】
(1)明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。

其反应原理用方程式表示为：
Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+；
(2)“酸溶”时，Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；
(3)“氧化”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(4)“步骤①”加入滤液中加入Al(OH)3，作用是调节溶液的pH值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去；“滤渣2”的成分是Fe(OH)3，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；
(5) “步骤②”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。

4．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。

5．重铬酸钾(K2Cr2O7)在皮革、火柴印染化学、电镀等方面应用广泛。

工业上对制革工业污泥中(主要含有Cr3+、Fe3+、Fe2+、Al3+等)Cr元素的回收与再利用工艺如图：
已知：①Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似。

②2CrO 42-+2H+Cr2O72-+H2O。

③有关物质的溶解度曲线如图。

回答下列问题：
（1）含铬污泥预处理包括高温煅烧粉碎等步骤，其中高温煅烧的目的是__(写一条即可)，滤渣III的成分是__(填化学式)。

（2）步骤③中操作需要的玻璃仪器有__，步骤①加入H2O2的作用是__。

（3）步骤⑦反应能够发生的原因是__，写出步骤④的反应离子方程式：__。

（4）为测定产品中K2Cr2O7的含量，某兴趣小组将mg产品溶于水配制为500mL溶液，准确量取50.00mL，加入稀硫酸酸化，然后加入过量的KI充分还原，加___作指示剂，到达终点消耗30.00mL0.0500mol·L-1的Na2S2O3溶液。

则该次生产的样品中K2Cr2O7含量为__%。

(已知：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
【答案】除去蛋白质等有机物(改变污泥构造，便于酸浸等合理即可) Al(OH)3烧杯、玻璃棒、漏斗将Fe2＋氧化成Fe3＋ K2Cr2O7的溶解度小 3Cl2＋2CrO2－＋8OH－=2CrO42－＋6Cl－＋
4H2O 淀粉溶液73.5 m
【解析】
【分析】
硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe2＋、Al3＋和 Cu2＋，加入过量氢氧化钠，Fe3＋、 Cu2＋生成沉淀，滤液的成分是NaAlO2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2被氧化为
Na2CrO4，通入过量二氧化碳会生成氢氧化铝和碳酸氢钠，同时在酸性条件下，铬酸根转化为重铬酸根，即2CrO4－+2H＋=Cr2O72－+H2O；然后析出重铬酸钠，溶解加入氯化钾可得重铬酸钾。

【详解】
(1)从动物皮到皮革需要加入铬酸鞣制，因此制革厂含铬污泥含有蛋白质等有机质，高温煅烧可以除去蛋白质等有机质，同时改变污泥构造，便于溶解；根据流程，AlO2－溶液中通入过量CO2，会生成Al(OH)3，可得滤渣II的成分是Al(OH)3；
(2)经过步骤③得到滤液和滤渣Ⅱ，可知步骤③中操作为过滤，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；根据流程，步骤①加入双氧水，目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除去；(3)加入KCl的目的是使Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，根据信息，一定温度下，K2Cr2O7溶解度最小，故步骤⑦反应能够发生；由信息Al(OH)3与Cr(OH)3性质相似，根据流程，可知加入过量氢氧化钠，滤液的成分是NaAlO2和NaCrO2，通入氯气，NaCrO2被氧化为Na2CrO4，故离子方程式为3Cl2+2CrO2－+8OH－=2CrO42－+6Cl－+4H2O；
(4)有碘单质存在，可以选用淀粉溶液做指示剂；根据化学反应：Cr2O72－+6I－+14H＋=2Cr3＋
3I2+7H2O和I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，可得Cr2O72－~3I2~6S2O32－，ag产品最终消耗n(S2O32
－)=0.0500mol/L×30.00×10－3L×500mL 50mL =0.0150mol ，则n (Cr 2O 72－)=0.0150mol×16
=0.00250mol ，则样品中K 2Cr 2O 7含量为0.00250mol 294g/mol 73.5100%%m m
⨯⨯=。

6．工业上制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al 2O 3，含有Fe 2O 3杂质）中得到纯净的Al 2O 3，然后电解Al 2O 3得到铝。

下图是从铝土矿中提纯Al 2O 3的简单示意图。

其中涉及到的一个反应:2NaAlO 2+CO 2+3H 2O=Na 2CO 3+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 NaAlO 2 Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H 2O
2Al(OH)3 △ Al 2O 3+3H 2O
【解析】
【分析】
溶液B 中通入CO 2产生沉淀，说明B 溶液为NaAlO 2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Fe 2O 3，则溶液D 为Na 2CO 3，反应②为：
Ca(OH)2+Na 2CO 3═CaCO 3↓+2NaOH ，故沉淀H 为CaCO 3，沉淀E 为Al(OH)3，F 为Al 2O 3，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2NaAlO 2＋CO 2＋3H 2O ＝Na 2CO 3＋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NaAlO 2；
（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：Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H 2O ；
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 △ Al 2O 3+3H 2O 。

7．利用含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3等杂质)制备重铬酸钠，实现清洁化工生产，工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)焙烧 Cr2O3转化为Na2CrO4的化学反应方程式是_____；
(2)实验室模拟此工业流程①，控制反应温度 60℃的方法是_____；
(3)流程②用石墨做电极电解 Na2CrO4溶液，制备Na2Cr2O7，其原理如图所示，a 是_____极；电极Ⅱ的电极反应式是_____；当生成 2mol Na2Cr2O7时，电路中转移的电子
_____mol；
(4)由下图和下表中的溶解度变化，流程③制备 K2Cr2O7，应先充分加热，然后_____反应才能顺利进行；
重铬酸钠的溶解度表：
温
度℃
1020406080100
溶解度%61.662.865.1
71.
8
78.781.1
(5)为进一步减少制得的 K2Cr2O7晶体中 NaCl 等杂质，应再进行_____操作；
(6)流程④Na2Cr2O7溶液与乙醇反应，乙醇可能被氧化为_____(写一种即可)。

【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2水浴加热负极 4OH-―4e-＝2H2O＋
O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+ 4 冷却结晶（降低温度）重结晶乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳(CO2)等
【解析】
【分析】
利用含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3等杂质)制备重铬酸钠。

将铬铁矿和碳酸钠、空气混合焙烧，发生反应得到Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3等和CO2，然后在60℃时调节溶液的pH=6.5，用盐酸浸取后过滤，得到的滤渣中主要含有硅酸、氢氧化铁、氢氧化铝等，滤液中含有Na2CrO4和NaCl，然后用石墨做电极电解 Na2CrO4溶液，制备
Na2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入氯化钾固体可以制得K2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入稀硫酸和乙醇，可以制得Na Cr(SO4)2，据此分析解答。

【详解】
(1)Cr2O3与碳酸钠在空气中焙烧反应生成Na2CrO4的化学反应方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2，故答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2；
(2)可以采用水浴加热的方法，控制反应温度 60℃，故答案为：水浴加热；
(3)Na2CrO4溶液中存在2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，用图示装置(均为石墨电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通过电解生成H+提高溶液的酸性，说明该电极(电极Ⅱ)是阳极，连接电源的正极，即b为正极，则a为负极；电极Ⅱ为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；由CrO42-+2H +=Cr2O72-+H2O可知，每生成2molNa2Cr2O7时，理论上II电极生成4molH+，根据阳极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑可知，每生成4molH+，转移4mol电子，故答案为：负极；4OH-―4e-＝2H2O ＋O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；4；
(4) 根据溶解度曲线和重铬酸钠的溶解度表可知，K2Cr2O7的溶解度随温度的变化较大，而Na2Cr2O7的溶解度受温度的影响不大，且温度较低是由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞
K2Cr2O7，因此流程③中向Na2Cr2O7溶液中加入适量KCl，充分加热，蒸发浓缩至表面出现晶膜，然后冷却结晶，析出K2Cr2O7固体，反应才能顺利进行，故答案为：冷却结晶(降低温度)；
(5) 根据溶解度曲线，K2Cr2O7的溶解度随温度的变化较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响不大，为进一步减少制得的 K2Cr2O7晶体中 NaCl 等杂质，需要对K2Cr2O7晶体进行重结晶操作，进一步分离提纯，故答案为：重结晶；
(6) Na2Cr2O7溶液具有强氧化性，Na2Cr2O7溶液与乙醇反应，乙醇可能被氧化为乙醛
(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、甚至可以氧化生成二氧化碳和水，故答案为：乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳(CO2)等。

8．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：
Al2O3∙2SiO2 +3H2SO4=Al(SO4)3 +2SiO2 +3H2O
3Al2O3∙2SiO2 +9H2SO4=3Al2( SO4)3 + 2SiO2 +9H2O
(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CO2制备白炭黑的化学方程式为___________。

(6)粗氧化铝制备冶金级氧化铝过程中发生反应[ Al(OH)4]- +CO2 =Al(OH)3↓+ HCO3-，该反应的平衡常数为_______[已知 Al(OH)3+H2Oƒ [ Al(OH)4]-+H+ K1 =4×10-13；H2CO3ƒH2O +CO2 K2 =600； K al(H2CO3) =4.2×10-7、K a2(H2CO3) =5.6×10-11]。

【答案】表面出现结晶薄膜 3 2Al2(SO4)3+3C 焙烧
2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑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 Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓ 1.75×103
【解析】
【分析】
粉煤灰主要成分有Al2O3、SiO2，还含有少量Fe2O3、CaO等，加入浓硫酸反应生成硫酸铝，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；向硅酸钠溶液中通入足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠和白炭黑SiO2∙nH2O。

【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%)=59.5g
Al2(SO4)∙xH2O，
666342+18x
=
100g59.5g
，解得x=3；故答案为：3。

(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
和二氧化硫，发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3C 焙烧
2Al2O3+3CO2↑+6SO2↑；故答案
为：2Al2(SO4)3+3C 焙烧
2Al2O3+ 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CO2生成碳酸氢钠和白炭黑SiO2∙nH2O，其化学方程式为
Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓；故答案为：Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O =
2NaHCO3+SiO2∙nH2O↓。

(6)①Al(OH)3+H2Oƒ[ Al(OH)4]－+H+，②H2CO3ƒH2O +CO2，③H2CO3ƒHCO3－+H+，根据盖斯定律③−①−②得到[Al(OH)4]－+CO2 =Al(OH)3↓+ HCO3－，方程式相减，平衡常数相除，因
此[Al(OH)4]－+CO2 =Al(OH)3↓+ HCO3－平衡常数为
7
3
13
4.210
1.7510
410600
=
K
-
-
=
⨯
⨯
⨯
⨯
；故答案
为：1.75×103。

9．铝生产加工过程中产生大量的铝灰，直接掩埋造成铝资源浪费，还会带来严重的污染。

某铝厂的铝灰经分析所含主要物质如下：Al、Al2O3、AlN、SiO2、Fe2O3，其他杂质均不溶于稀硫酸。

如图是酸浸法用该铝灰生产高纯氧化铝的生产流程：
已知：i.Fe3+ +K++ [Fe(CN)6]4-=K[Fe(CN)6Fe]↓
ii.AlN常温下与水缓慢反应，酸性或碱性条件下反应较快
iii.NH4AlO(OH)HCO3难溶于碱性溶液和乙醇
请回答：
(1)实验室模拟工业生产①酸浸步骤的装置如图，该装置的不合理之处为____。

(2)步骤③加入H2O2溶液的目的是________________。

(3)步骤④调节pH最合适的试剂是________________。

A．NaOH B．H2SO4 C．NH3·H2O D．Ca(OH)2
(4)步骤⑤吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管，_______，洗涤沉淀操作为_______________。

(5)写出煅烧碳酸铝铵中间体得到高纯氧化铝的化学方程式______________。

(6)已知Al3+对光的吸收与其浓度成线性关系，色度计传感器可以测量某种波长的光穿过溶液的透射率确定溶液浓度。

如图是红色光照下透光率(T)对应c(Al3+)的标准曲线。

为测定铝
灰中铝元素的回收率，准确称取0.5000g铝灰(折合铝元素含量60.00%)进行制备高纯氧化铝的实验，将所制得的粉末与固体NaOH反应后加水溶解、过滤，滤液定容到250mL容量瓶中。

用移液管移取25.00mL到锥形瓶中，加2滴指示剂，滴加稀盐酸至溶液体积变为50.00mL，NaAlO2恰好反应生成AlCl3。

取该溶液于比色皿中进行色度检测，测得溶液透光率为97.5，则铝元素的回收率=_________。

【答案】尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去 C 从吸滤瓶上口倒出滤液往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗
2NH4AlO(OH)HCO3高温
Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑ 90.0%
【解析】
【分析】
(1)根据反应原理，观察反应装置和尾气处理装置，找出不合理之处；
(2)流程中步骤③是为了把铁离子转变为沉淀除去，那么加入H2O2溶液的目的也是与之关联的，分析铁元素的存在形态就可确定双氧水的作用；
(3)步骤④调节pH最合适的试剂是谁？从反应的角度、不引入杂质离子的角度分析选择；
(4)步骤⑤的操作要抓住其要点简答；
(5)煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物，除了高纯氧化铝外，其余产物可以结合酸式碳酸盐分解规律、不溶性碱分解规律、铵盐非氧化还原分解规律获得并据此写化学方程式；
(6)获得相关数据及题目提供的信息，可计算铝元素的回收率；
【详解】
(1) 铝灰经分析所含主要物质如下：Al、Al2O3、AlN、SiO2、Fe2O3，在搅拌下，铝灰和从分液漏斗加入的硫酸反应，产生的气体有氨气、氢气等，可见装置中尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体氢气未处理；
答案为：尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理；
(2)流程中步骤③是为了把杂质中铁元素转变为沉淀除去，有大量铝情况下，溶液中有铁离子存在、也有亚铁离子，则加入绿色氧化剂H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去；
答案为：将Fe2+氧化为Fe3+，便于形成沉淀除去；
(3)步骤④要制备NH4AlO(OH)HCO3，信息iii显示——NH4AlO(OH)HCO3难溶于碱性溶液，故要把酸性溶液调节成弱碱性，则可用碱性物质调节pH，为了避免引入新杂质最合适的试剂是氨水，则选C；
答案为：C；
(4)步骤⑤是用抽滤法分离出碳酸铝铵中间体，吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管，从吸滤瓶上口倒出滤液；而洗涤沉淀的操作则为：往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗，便于快速得到纯净干燥的固体（因为信息iii，NH4AlO(OH)HCO3难溶于碱性溶液和乙醇）；
答案为：从吸滤瓶上口倒出滤液；往过滤器中加水至没过沉淀，待水滤出后，重复操作
2~3次，直至滤液检验不出SO42-，再用少量乙醇淋洗；
(5)煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物，除了高纯氧化铝外，其余产物分别为氨气、二氧化碳
和水，则化学方程式为2NH4AlO(OH)HCO
3高温
Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑；
答案为：2NH4AlO(OH)HCO3高温
Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑；
(6)由图知，透光率为97.5时，溶液中铝离子的浓度为0.02mol/L，则结合其它相关数据，
铝元素的回收率=250mL
0.02mol/L0.050L27g/mol
25mL90.0%
0.5000g60%
⨯⨯⨯
=
⨯
；
答案为：90.0%。

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。