2020-2021重庆高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练∶培优易错难题篇

1、2020-2021 重庆高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练培优易错难题篇一、铝及其化合物12019 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 licoo2、 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 _， licoo2 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 h2o2 的目的是 _ 。（ 4）“沉钴”的离子方程式为 _ 。（ 5）配制 100 ml 1 . 0 mol / l

2、( nh4) 2c2o4 溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_。（6）取coc4 41g300241g2o4固体在空气中加热至，得到的钴的氧化物.，则该反应.的化学方程式为 _ 。【答案】+3 2al2oh2h 2o2alo 23h2将 licoo 2 中的 co( )还原为 2价co2c2 o42coc 2o 4100ml 容量瓶、胶头滴管3coc 2o42o2co3o 46co 2【解析】【分析】铝钴膜主要含有 licoo 2 、 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 licoo2 ，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成li 2so4 、

3、coso 4 ，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， licoo 2 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：1x220 ，则 x3 ，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2al2oh2h 2 o 2alo 2 3h 2；（3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入h 2o2，可以将 licoo 2 中的 co( ) 还原为2价，用氨水调节 ph，将锂离子转化为氢氧化

4、锂沉淀，所得滤渣主要为lioh，故答案为：将 licoo2 中的 co( ) 还原为2 价；（4）“沉钴”中 coso4 与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为co 2c 2 o 42coc 2o 4 ，故答案为： co2c2 o 42coc 2 o 4；（5）配制 100ml 1 . 0 mol / l ( nh4) 2c2o4 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；4.41g0.03mol ，其中含有钴元素的质量（6） 4. 41gcoc2o4 的物质的量为 147

5、g / mol0.03mol 59g / mol1.77g ，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0.64g0.04mol ，因此该钴的氧化物16g / mol为 co3o4 ，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 3coc2 o4 2o2 co3o46co 2，故答案为：3coc 2o4 2o2 co3o 4 6co 2。【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。2 现有部分短

6、周期元素的相关信息如表所示：元xyzw素相其为非金属元素，m 层比 k海水中质量简单气态氢化物溶其简单离子是第三关层少 1 个分数最高的周期元素的简单离信于水所得溶液呈碱元素电子子中半径最小的息性（ 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a2：

7、13+3234+2 22 422al+3nh ?h o al(oh) +3nh2h o +n h =n +4h o【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 a 族；（ 2） na 与 o 形成 na2 o2， na2

8、o2 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 n2 h4 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。3 铝土矿的主要成分是 al2o3，含有杂质 sio2、 fe2o3 、mgo。工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程：请

9、回答下列问题：（ 1）玻璃中含有 b，刻蚀玻璃的化学方程式为 _。（ 2）沉淀 c 的成分是 _，溶液 d 中存在较多的阴离子是 _。（ 3）步骤所加入的试剂是 _，生成沉淀 f 的离子方程式是 _。【答案】 sio2 +4hf=sif4+2h 2 ofe(oh) 3 、 mg(oh) 2oh - 、 cl - 和 alo -2 co2co 2 +alo -2 +2h 2o=al(oh) 3+hco -3【解析】【分析】首先加入 量 酸，几种物 里只有sio2 不溶于 酸，即沉淀b，其它元素全部 入溶液a，再加入 量 碱， mg 2+和 fe3+ 化 氧化物，即沉淀c，而所有 naalo 2

10、入溶液 d，接下来要 行一下逆推，工 上 是 解氧化 得到的，因此物 m 是氧化 ，氧化 又是从不溶于水的f 化来的，因此 f 是 al(oh)3 ，反 其 是向naalo 2溶液中通入二氧化碳气体，故溶液e 碳酸 （此步 二氧化碳一般都是 量的），据此来分析本 即可。【 解】（1） 刻玻璃是用 氟酸来溶解玻璃中的sio 2 ，其反 方程式 sio2 +4hf=sif4+2h 2o ；（2）沉淀 c 的成分 fe(oh) 3 和 mg(oh) 2 ，而溶液d 中存在 多的阴离子是oh- 、 cl -和 alo -2 ；（3）步 所加入的 是二氧化碳，生成沉淀f 的离子方程式 co 2 +alo

11、 -2 +2h 2o=al(oh) 3+hco -3 。4a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h 八种短周期主族元素，原子序数依次增大。a、 f 的最外 子数分 等于各自的 子 数，其中a 的 在常温下 气体。c 与 b、h 在元素周期表中 于相 位置， 三种元素原子的最外 子数之和 17。 d 与 f 同周期。 g 的 常用作半 体材料。 回答：(1)c 和 h 分 与 a 形成的 化合物沸点 高的是_(填化学式 )，理由是_ 。(2)c、e 形成的 离子半径大小：r(c)_r(e)(填 、+alo-al(oh) 33+-h2 +h2oal +3oh3sio 2+6c+2n 2si3

12、n4+6co【解析】【分析】a、 b、 c、 d、e、 f、 g、h 八种短周期主族元素，原子序数依次增大。a、 f 的最外 子数分 等于各自的 子 数，其中a 的 在常温下 气体， a 为 h；g 的 常用作半 体材料， g 为 si， 合原子序数可知f 为 al； c与 b、 h 在元素周期表中 于相 位置， 三种元素原子的最外 子数之和 17， 173=52， 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。【 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、

13、 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h2 o，原因是h2o 分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引力；(2)o2-、 mg 2+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+alo2-+h2oal(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+

14、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。5 从铝土矿（主要成分是al 2o3，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

15、转移6.02 10 23 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_2+ho 2al o=4al+ 3o 氧化al o+2oh=2alo2+ h o sio +2oh =sio322322223铝中含有二氧化硅杂质al 2o3+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， al 2o3、fe2o3、 mgo均可与盐酸反应生成相应的氯化物，反应方程式为al 233 3h 22 3 6ho 6h =2alo； fe o3 3h 22 h 23变为 alo 2=2feo； mgo 2h=mgo；反应液中加入过量

16、烧碱， al ， mg 2 、 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alo 2 co2 2h2o al （ oh ）3 hco 3。流程乙：铝土矿中加入过量的氢氧化钠溶液，fe2 o3mgo与氢氧化钠不反应，sio 2、al 2 o3 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 al 2o3、 sio2 均与强碱反应，生成偏铝酸盐和硅酸盐，

17、反应的离子方程式分-_2+h2o；正确答案： al 2 3_别为： al 2o3+2oh=2 alo 2+ h 2o、 sio2+2oh =sio 32o+2oh =2alo+ h 2o 、 sio 2+2oh _ =sio 32 +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2al 2o3=4al+ 3o 2；正确答案： 2al 2o3=4al+ 3o 2。（ 4） sio2、 al 2o3 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：

18、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6.021023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al 2o3 +n2+3c2aln+3co；正确答案：al 2o3+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。6

19、已知a、 b、 c、 d 是中学化学的常见物质，且a、 b、 c 均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的h2o 已略去)。请回答下列问题：（ 1）若 a 可用于自来水消毒， d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干 b 的溶液不能得到 b。则 b 的化学式为 _。（2）若 d 是氯碱工业的主要产品之一，b 有两性，则反应的离子方程式是_。（3）若 a、 c、 d 都是常见气体， c 是导致酸雨的主要气体，则反应的化学方程式为_。（4）若 a 的焰色反应呈黄色，d 为二氧化碳，则反应的离子方程式是_。【答案】 fecl33-2-2o22232-

20、223-al( oh) +oh =alo +2h2h s+so 3s+2h oco+co +h o 2hco【解析】【分析】(1)d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则d 是铁， a 可用于自来水消毒，a 为 cl 2；(2) 若 d 是氯碱工业的主要产品之一，b 有两性， d 为 naoh 、 b 为 al(oh) 3；(3)c 是形成酸雨的主要气体，则a 为 h2s、 d 为 o2、 b 为 s、 c 为 so2；(4) 若 a 的焰色反应呈黄色，说明a 中含有 na 元素，且a 、 b、 c 均含有同一种元素据此分析。【详解】(1)d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单

21、质，则d 是铁， a 可用于自来水消毒，由转化关系可知，a 为 cl2、 b 为 fecl3、 c 为 fecl2；(2)若 d 是氯碱工业的主要产品之一，b 有两性，由转化关系可知，a 为铝盐、 d 为 naoh、b 为 al(oh)3、 c 为 naalo2，反应为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是： al(oh)3+oh- =alo2- +2h2o；(3)若 a、 c、 d 都是常见气体， c是形成酸雨的主要气体，则 a 为 h2s、 d 为 o2、b 为 s、 c 为 so2，反应为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应的化学方程式为：2h2s+so2 3s+

22、2h2o；(4)若 a 的焰色反应呈黄色，d 为二氧化碳，由转化关系可知，a 为 naoh、 b 为 na co 、 c23为 nahco3，反应为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应的的离子方程式是：co2-+co +h o 2hco-。32237 甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：h2so4nh 3h2o甲甲乙丙（1）若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液。则甲是_（填化学式）。写出“乙nh 3h 2o丙 ”转化的离子方程式_ 。（2）若乙溶液中加入kscn 溶液，有血红色出现，则乙溶液中含有的离子是_，甲的化学式为 _。【答案】 al 2o 3 a

23、l 33nh 3h 2o=al(oh) 33nh 4fe3fe2o3【解析】【详解】（1）甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，按信息知甲为al 2o 3 、乙是硫酸铝，丙为al(oh) 3 ，则乙与氨水反应的离子方程式为：al 33nh 3 h 2o al(oh) 33nh 4 ；（ 2）若乙溶液中加入 kscn 溶液，有血红色出现，则乙为硫酸铁，其溶液中含有铁离子，氧化物甲与硫酸反应得到硫酸铁溶液，因此甲为氧化铁。【点睛】铝离子与氨水反应的离子方程式容易出错，同学往往错误地把离子方程式写错成al 33oh -al(oh) 3。8 已知 x 元素原于的核电荷数小于18，最外层电子数等于电子层数，

24、且比最内层电子数多 1。回答下列问题：(1)x 元素的原子结构示意图为_。(2)x 的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_。(3)x 的单质与naoh 溶液反应的化学方程式为_。【答案】al(oh)32al+2naoh+6h2o=2naal(oh)4+3h2(或为2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2)【解析】【分析】已知 x 元素原子的核电荷数小于18，最外层电子数等于电子层数，且比最内层电子数多1，则该元素原子核外电子排布为2、 8、3，该元素是al 元素，然后结合其原子结构与元素位置的关系及其单质和化合物的性质分析解答。【详解】根据上述分析可知x 元素的 al 元素。(1)

25、x 是 al 元素，根据元素原子核外电子排布规律可知：al 原子核外电子排布为2、 8、 3，所以 al 原子结构示意图为：；(2) x 是 al，原子核外最外层有 3 个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式为al(oh)3；(3)al能够与 naoh 溶液发生反应产生naal(oh)4 和 h2，反应的化学方程式为2al+2naoh+6h2o=2naal(oh)4+3h2 (或写为 2al+2naoh+2h2o=2naalo2 +3h2)。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断及元素与化合物的知识。根据原子核外电子层中的电子数与电子层数关系推断元素是解题关键。熟练掌握 al 元素的单质、氧

26、化物、氢氧化物的性质就可以顺利解答。9 工业上用某矿渣 (含有 cu22 32 32(金属单质 e 可o、 al o、fe o、 sio )提取铜的操作流程如图由滤液 c 制取 )：已知： cu2+2+2o+2h =cu+cu +h o(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 co 的离子方程式为 _2(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

27、2-2-22+3+232 3sio+2oh =sio+h o fefe o +6h =2fe +3h o、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2+-高温变为血红色，则有 feoh+co2 =hco3 ； alo2+co2+2h2o=al(oh)3+hco32al+3cuoal2 o3+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

28、，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2+，生成该离子与fe 元素有关的离子反应方程式为fe+3+fe2o3+6h =2fe +3h2o、2fe3+cu=2fe2+cu2+。要检验该

29、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- ；2-2233-。alo +co +2h o=al(oh) +hco(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。10 某工厂的废金属屑中主要成分为cu、 fe 和 al ，此外还含有少量al2o3 和 fe2o3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的

30、合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（ feso7h o）和胆矾晶体（ cuso 5h o）。4242请回答：（1）步骤中，发生的氧化还原反应的离子方程式为_，涉及到的分离操作是_。（2）试剂 x 是 _；溶液 d 是 _。（3）溶液 e 在空气中易被氧化，请设计一个简单的实验方案检验溶液e 是否被氧化 _。（4）在步骤时，若用大理石与浓盐酸制取co2 并直接通入溶液a 中，一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体c 减少，可采取的改进措施是_。（5）工业上常用溶液e 制取净水剂na2feo4，流程如图：写出由 fe(oh)324的离子方程式 _。（已知 naclo 还原为 nacl）制取 na feo【答案】 2al+2oh-22-2243+2h o=2alo+3h 过滤 稀硫酸（或稀 h so ；或硫酸）nahco 溶液（或碳酸氢钠溶液）取少量 e溶液于试管中，滴入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变为血红色，则说明 e 溶液已被氧化，反之，则未被氧化在通入 co2 之前增加一个盛有饱和nahco3 溶液的洗气瓶，除去hcl 气体2fe(oh)3+3clo-+4oh-=2feo42-+3cl-+5h2o【解析】【分析】cu、 fe 和