2020-2021【化学】化学铝及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附详细答案

2020-2021【化学】化学铝及其化合物推断题的专项培优易错难题练习题(含

答案)附详细答案

一、铝及其化合物

1．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）固体A的主要成分是______________（写名称）．

（2）铝土矿与过量烧碱反应的离子方程式为______、______．

（3）电解熔融氧化铝可制得两种单质，写出该反应化学方程式______________．

（4）指出流程乙的一个缺点是____________．

（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X．已知每转移6.02×1023个电子，有0.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式________________．

【答案】二氧化硅Al2O3+2OH_=2AlO2_+ H2O SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O2Al2O3==4Al+ 3O2↑氧化铝中含有二氧化硅杂质Al2O3+N2+3C2AlN+3CO．

【解析】流程甲：铝土矿中加入过量的稀盐酸，SiO2与盐酸不反应，Al2O3、Fe2O3、MgO均可与盐酸反应生成相应的氯化物，反应方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；Fe2O3＋6H ＋===2Fe3＋＋3H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；反应液中加入过量烧碱，Al3＋变为AlO2－，Mg2＋、Fe3＋变为Mg（OH）2 和Fe（OH）3 沉淀，过滤后，滤液中通入足量的二氧化碳气体，生成了Al（OH）3沉淀；反应方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O＝Al（OH）3↓＋HCO3－。流程乙：铝土矿中加入过量的氢氧化钠溶液，Fe2O3、MgO与氢氧化钠不反应，SiO2、

Al2O3均与强碱反应生成硅酸钠和偏铝酸钠，过滤，滤液中通入足量的二氧化碳，反应生成了Al（OH）3沉淀和硅酸。

（1）综上所述，固体A的主要成分是二氧化硅；正确答案：二氧化硅。

（2）铝土矿中Al2O3、SiO2均与强碱反应，生成偏铝酸盐和硅酸盐，反应的离子方程式分别为：Al2O3+2OH-=2 AlO2－+ H2O、SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O；正确答案：Al2O3+2OH_=2AlO2－+ H2O 、 SiO2+2OH_ =SiO32﹣+H2O。

（3）电解熔融氧化铝可制得金属铝和氧气，反应化学方程式2Al2O3==4Al+ 3O2↑；正确答案：2Al2O3==4Al+ 3O2↑。

（4）SiO2、Al2O3均与强碱反应生成硅酸钠和偏铝酸钠，过滤，滤液中通入足量的二氧化

碳，反应生成了Al（OH）3沉淀和硅酸，加热后，得到氧化铝和二氧化硅，即氧化铝中含有二氧化硅杂质；正确答案：氧化铝中含有二氧化硅杂质。

（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X，根据元素守恒可以知道X中应含有氧元素和碳元素，已知每转移6.02×1023个电子即1mol电子，有0.5mol化合物X生成，由电子转移守恒，可得在X中C的化合价

为,所以X是CO，所以该反应的化学方程式为

Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；正确答案：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。

点睛：二氧化硅为酸性氧化物，与强碱反应，不与强酸反应；氧化铝为两性氧化物，既能与强酸，又能与强碱反应；氧化铁、氧化镁属于碱性氧化物，只能与强酸反应，不与强碱反应。

2．某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案。回答下列问题：

(1)在操作①中要用到的玻璃仪器有_____________________________________________;

(2)沉淀C的化学式是_____________。滤液B中含有的溶质有__________(写化学式)；

(3)步骤③的离子方程式为_____________________________________。

【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒 SiO2 NaAlO2、NaCl、NaOH AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-

+Al(OH)3↓

【解析】

【分析】

氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀C为二氧化硅，滤液为氯化铁溶液和氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀D为Fe(OH)3，滤液为

NaAlO2，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝。

【详解】

(1)步骤①为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

(2)沉淀C为不溶于盐酸的二氧化硅；氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，滤液A中为氯化铝、氯化铁、盐酸，滤液A中加入过量NaOH，氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠，氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，盐酸与碱反应生成氯化钠，则滤液B中有NaAlO2、NaCl、NaOH；

(3)步骤③为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方程式为：AlO 2-+CO 2+2H 2O=HCO 3-+Al(OH)3↓。

3．（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AlCl 3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 。

4．用含钴废料(主要成分为Co ，含有一定量的Ni 、Al 2O 3、Fe 、SiO 2等)制备草酸钴晶体(CoC 2O 4•2H 2O)的工业流程如图。已知：①草酸钴晶体难溶于水，②RH 为有机物(难电离)