高考化学专题题库∶铝及其化合物推断题的综合题及答案解析

高考化学专题题库∶铝及其化合物推断题的综合题及答案解析

一、铝及其化合物

1．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。

（1）“焙烧”时，Cr2O3转化为Na2CrO4，Cr元素的化合价升高，反应为氧化还原反应，还需

氧化剂O2，根据电子守恒配平方程式为2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2高温

4Na2

CrO4 +4CO2。

（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(Ca4Fe2Al2O10)，用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·Fe2O3·Al2O3。

（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H2SiO3，故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H2SiO3。“过滤2”后，将溶液pH调至a，是为将2CrO42-转化为Cr2O72-，酸性条件下可以实现转化，故a小于6.5实现2CrO42-+2H+垐?

噲?

Cr2O72-+H2O的转化。

（5）根据条件CH3OH在酸性条件下可被氧化生成CO2， Na2Cr2O7与CH3OH反应生成

Cr(OH)SO4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Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O。

（6）最终得到产品Cr(OH)SO4m2kg，其中铬元素的含量为

2

52

165

m⨯kg，原料中铬元素的含

量为

1

522

(40%)

522163

m kg

⨯

⨯⨯

⨯+⨯

，则产率为

2

2

1

1

52

38

165100%100%

52233

40%

522163

m m

m

m

⨯

⨯=⨯

⨯

⨯⨯

⨯+⨯

。

2．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl－

阳离子Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4+、Na＋

现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。

(1)若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是

________________________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为___________________________________。

(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是____________________， ab段反应的离

_______________________________________________________________________。

【答案】SiO32-、AlO2- CO32- Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O Al3＋、Mg2＋、NH4+ NH4+＋OH－=NH3·H2O

【解析】

【分析】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+。

【详解】

溶液无色说明溶液中不含Fe3＋离子；

（1）若Y是盐酸，oa段产生的沉淀可能为Al(OH)3或H2SiO3；ab段的特点为消耗盐酸，但沉淀量不变，确定含CO32－；bc段沉淀部分溶液，确定为Al(OH)3和H2SiO3，所以oa段转化为沉淀的离子是AlO2-、SiO32-；ab段发生反应的离子是CO32－＋2H＋=H2O＋CO2↑，发生反应的离子是CO32-；bc段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；

（2）若Y为NaOH，根据沉淀量的变化确定一定含有Al3+、Mg2+、NH4+，结合图像bc段发生反应:Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O；oa段发生反应：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；ab段发生反应NH4++OH-=NH3·H2O。

【点睛】

本题主要是考查离子推断、离子方程式的书写。明确常见离子的性质、依据图像分析反应的原理是答题的关键，题目难度较大。关于图像的答题需要注意以下几点：①看面：弄清纵、横坐标的含义。②看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。

③看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。

3．己知A为淡黄色固体，R是地壳中含量最多的金属元素的单质，T为生活中使用最广泛的金属单质，F是无色无味的气体，H是白色沉淀，W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色。

（1）物质A的化学式为___。

（2）B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为___。

（3）H在潮湿空气中变成M的实验现象是___，化学方程式为___。

（4）A和水反应生成B和C的离子方程式为___，A可以作为呼吸面具的___。