1、2020-2021 【化学】培优易错 难题铝及其化合物推断题辅导专题训练及答案一、铝及其化合物1(1)选用方案 I 时， X 应该具有的性质是_ ，残留物应该具有的性质是_；(2)选用方案从某黑色粉末(含有 MnO和 CuO)中分离 X(MnO )，加入的试剂是 _；22王同学参照以上方案I 和，设计以下实验方案除去AlCl3固体中的3FeCl 。(3)操作所需的玻璃仪器为_ ；(4)试剂 a 为 _ ；试剂 b 为_；(5)请描述操作的步骤：_；(6)李同学认为在溶液C 中滴加适量的试剂b 就能得到溶液_(填“赞同 ”或 “不赞同 ”)李同学，理由是_。E，从而得到AlCl3 固体，你【答案
2、】有挥发性（或易升华）受热不挥发，且具有较高的热稳定性稀盐酸 (或稀硫酸或稀硝酸)烧杯、漏斗、玻璃棒过量的NaOH(或KOH)溶液适量的盐酸将溶液加热浓缩，然后冷却浓溶液，过滤即可得到固体氯化铝不赞同会得到含有NaCl 杂质的AlCl3【解析】【分析】(1)加热 X 的混合物进行分离可得X， X 应具有挥发性或易升华的性质，则残留物难挥发；(2)从 MnO2 和 CuO 中分离 MnO 2，应加入酸的稀溶液；除去 AlCl3固体中的3NaOH 溶液分别生成3FeCl ，应先水溶解，然后加入过量的Fe(OH) 沉淀和 NaAlO2 溶液，过滤分离后，再向滤液中通入过量的CO2 气体生成 Al(O
3、H)3 沉淀，过滤后将沉淀经洗涤后溶解于盐酸中得AlCl3 溶液，在酸性条件下蒸发结晶可到AlCl3，以此解答(3) (6)小题。【详解】(1)加热 X 的混合物进行分离可得X， X 应具有挥发性或易升华的性质，残留物具有加热难挥发的性质；(3)根据上述分析可知：操作为过滤操作，所需的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒；(4)由以上分析可知试剂 a 为过量的 NaOH(或 KOH)溶液，试剂 b 为适量的盐酸；(5)操作是从 AlCl溶液中获得 AlCl 固体，由于该盐是强酸弱碱盐，容易发生水解反应，33水解产生 Al(OH)3 和 HCl， HCl 易挥发，所以为防止盐水解，导致物质变质，应该在H
4、Cl 气氛中加热蒸发结晶可到 AlCl3，操作方法为将溶液加热浓缩，然后冷却浓溶液，过滤即可得到固体氯化铝；(6)若在NaAlO2 溶液中滴加盐酸，就会得到AlCl3 和NaCl 的混合溶液，蒸发结晶不能得到纯净的氯化铝固体，得到的是含有杂质NaCl 的AlCl3，所以不赞同李同学的观点。【点睛】本题考查物质的分离提纯的实验设计，注意把握物质的分离、提纯的基本操作方法，要结合 Al(OH)3 的两性分析判断，注意把握物质的性质，根据性质设计实验方案。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 、Mg 2
5、 、 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 段反应的离子方程式为_ 。【答案】 SiO32-、 AlO2-32-33 3H23 、 Mg 2 、 NH4+4+ OHCOAl(OH) 3H =AlOAlNH=NH3H2O【解析】【分析】溶液无色说明溶液中不含Fe3离子；（1）若 Y 是盐酸
6、， oa 段产生的沉淀可能为Al(OH)323或 H SiO ； 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+、 Mg 2+、 NH4+。【详解】溶液无色说明溶液中不含3离子；Fe（1）若 Y 是盐酸， oa 段产生的沉淀可能为Al(OH)323段的特点为消耗盐酸，但或 H SiO ； ab沉淀量不变，确定含CO32 ； bc 段沉淀部分溶液，确定为Al(OH)323和 H SiO ，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 2H22=H O CO ，发生反应的离
7、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+、 Mg 2+、 NH4+，结合图像 bc 段发生反应 :Al(OH) 2H3 3OH=Al(OH)3、 Mg2 2OH3 OH =AlO22 O； oa 段发生反应： Al=Mg(OH)2；ab 段发生反应NH4+ +OH-=NH3H2O。【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：看面：弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的变化趋势，
8、每条线都代表着一定的化学反应过程。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 现有金属单质A、 B、 C 和气体甲、乙、丙及物质D、 E、 F、G、 H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。请根据以上信息回答下列问题：（ 1）写出下列物质的化学式： A_、B_、 C_、F_、 H_、乙 _（2）写出下列反应化学方程式：反应 _反应 _反应 _【答案】 NaAlFeFeCl2Fe(OH)3Cl22Na + 2H2O=2NaOH + H22FeCl2 + Cl2=2FeCl3FeC
9、l3+ 3NaOH =Fe(OH)3 + 3NaCl【解析】【分析】【详解】金属单质 A 的焰色为黄色，则A 为 Na；反应为Na 与水反应生成NaOH 和 H2，则物质D为 NaOH，气体为 H2；金属 B 与 NaOH反应生成 H2，则金属 B 为 Al；黄绿色气体为 Cl2，反应为 H2 与 Cl2 化合成 HCl，则气体丙为HCl，物质 E 为盐酸；金属 C 与盐酸反应生成F， F与 Cl2反应生成物质 G， G 与 NaOH 反应得红棕色沉淀，则金属2G 为C 为 Fe， F 为 FeCl ，FeCl3；（1） A、 B、C、 F、H、乙的化学式依次 Na、Al、 Fe、 FeCl2
10、 、Fe(OH)3、 Cl2。（ 2）反 的化学方程式 2Na+2H2O=2NaOH+H2；反 的化学方程式 Cl2+2FeCl2=2FeCl3；反 的化学方程式 FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3 +3NaCl。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_
11、 。(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 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
12、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、 H 为 S。(1)C 和 H 分 与A 形成的 化合物分 是H2O、 H2S，其中沸点 高的是H2 O，原因是H2O 分子 存在 ，增加了分子之 的吸引力；(2)O2-、 Mg 2+核外 子排布相同。具有相同 子排布的离子中，原子序数大的离子半径小，则 C、E 形成的 离子半径大小：r (C)r(E)；(3)F 最高价氧化物 的水化物Al(OH)3 是两性 氧化物，在水溶液中存在酸式 离和碱式 离， 离方程式 H+AlO2-+H2OA
13、l(OH)3Al3+3OH-；(4)将 G 的氧化物与B 的 在1400条件下和足量的碳反 ，其化学反 方程式 3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。【点睛】本 考 元素及化合物的推断及物 性 的方程式表示。把握原子 构、元素的位置、 子数关系来推断元素 解答的关 ，注意元素化合物知 的 用， 目 重考 学生的分析与 用能力。5(某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)212H2O、Al2O3 和 Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化：请回答下列问题：（ 1）写出 A、 B 的化学式： A_， B_。（ 2）试剂 a 最好 选用下列试剂中的（ _ ）A NaOH 溶液B
14、 稀盐酸C二氧化碳D 氨水写出相应的离子方程式 _。（3）写出反应（生成溶液C 和沉淀）的离子方程式_。（4）固体 D 可以作为复合性的化学肥料，D 中所含物质的化学式为_。【答案】 Fe232 33+3 234+2-22OOAl O DAl +3NHH O Al(OH) +3NHAlO +CO +2HAl( OH) +HCOK SO 和 (NH ) SO33-244 24【解析】【分析】KAl(SO )溶于水， AlO和 Fe O均不溶于水，混合物甲加水溶解后，溶液中是KAl(SO ) ，4 223234 2沉淀是 Al2 32 32 32 3可与 NaOH 溶液反应O和 Fe O；向沉淀中
15、加 NaOH 溶液， Fe O不反应， Al O生成 NaAlO22 3223沉淀和碳酸氢钠， A Fe O，为向 NaAlO 溶液中通入过量 CO可得 Al(OH)Al(OH)3 受热分解生成B 为 Al2O3；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4 和 (NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是K2SO4 和(NH4 )2SO4 ，以此来解答。【详解】（ 1）由上述分析可知， A 为 Fe2O3， B 为 Al2O3，故答案为： Fe2 O3； Al2O3；（ 2）依据流程分析，向溶液中加入的试剂a 应沉淀铝离子，应向溶液中加过
16、量氨水，溶液与过量氨水反应， Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，反应方程式为Al3+3NH3H2OAl(OH)3 +3NH4+，A. NaOH 溶液若加入过量会使氢氧化铝沉淀溶解，故A 错误；B. 加稀盐酸不能得到氢氧化铝沉淀，故B 错误；C. 通入二氧化碳不能得到氢氧化铝沉淀，故C 错误；D. 加入氨水可生成氢氧化铝沉淀，且过量氨水不与氢氧化铝反应，故D 正确；故答案为： D； Al3+3NH3H2OAl(OH)3 +3NH4+；（3）反应中二氧化碳过量，反应生成沉淀和碳酸氢钠，向NaAlO2 溶液中通入过量 CO2可得 Al(OH)3 沉淀和碳酸氢钠，其离子方程式为-AlO2 +CO2+2
17、H2O Al(OH)3 +HCO3 ，故答案为： AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3 +HCO3-；（4）向溶液中加入的试剂a 应沉淀铝离子，应向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应， Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4，经过蒸发、结晶，得到的是 K2SO4 和 (NH4)2SO4；固体 D 可以作为复合性的化学肥料，D 中所含物质的化学式为 K2SO4 和 (NH4)2SO4；故答案为： K2SO4 和 (NH4)2SO4。6 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 、 O
18、H 、 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 、 CO32-、 AlO2-32-+2H2O2:2:2:3OHAl(OH) +OH = AlO【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
19、 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：Mg 2+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 过氧化钠会生成氧气，而图象中生成了 6mol
20、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4mol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： 2mol3+3mol2+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
21、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(Mg 2+)=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-+2H 2O。7 实验室中有 6 瓶失去标签的白色固体
22、：纯碱、氢氧化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸氢钠、氯化钾。除蒸馏水、试管和胶头滴管外，无其他任何试剂和仪器。某学生通过以下实验步骤即可鉴别它们。请填写下列空白：(1) 各取适量固体于 6 支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5 支明显不同，此试管中的现象是_ ，据此现象鉴别出的一种物质是_。(2) 分别将所剩 5 种溶液依次编号为 A、B、 C、 D、 E，然后进行两两混合。观察到C 没有出现任何现象； D 分别和 A、 B、E 混合时均产生了白色沉淀；B 和 E 混合时既有白色沉淀产生，又有无色气体放出。据此可推断出：A、 C、 D三种物质的化学式依次是 _。B、 E 两者中有一
23、种可与A 反应，它与足量 A 反应的离子方程式为_ 。在两两混合时，能最终确定B、 E 成分的实验现象及结论是_ 。(3) 上述物质溶于水抑制水的电离，且溶液显酸性的物质的化学式为_，其溶液显酸性的原因是 _ 。【答案】白色固体不溶于水2-=H2O CO2B、 E 两溶Mg(OH)2NaHSO4、KCl 、 BaCl2CO32H2-，液，与 A 溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝NaHSO4NaHSO4=Na H SO4所产生的H 抑制水的电离【分析】(1) 只有氢氧化镁不溶于水；(2) 剩余 5 种物质中 ,KCl 与其它 4 种物质均不反应，氯化钡与纯碱、硫酸铝、硫酸氢钠均反应生成白
24、色沉淀，纯碱与硫酸铝发生相互促进水解反应生成沉淀和气体；(3) 只有硫酸氢钠电离显酸性，抑制水的电离。【详解】(1) 各取适量固体于6 支试管中，分别加入适量蒸馏水，有一支试管中的现象和其他5 支明显不同，此支试管中的现象是物质难溶于水，据此现象鉴别出的一种物质是Mg(OH)2，因此，本题正确答案是：白色固体不溶于水；Mg(OH)2；(2) 将所剩 5 种溶液依次编号为A 、 B、 C、 D、 E，然后进行两两混合。观察到C 没有出现任何现象，可以知道C 为 KCl ； D 分别和 A 、 B、 E 混合时均产生了白色沉淀，可以知道D为 BaCl 2； B 和 E 混合时既有白色沉淀产生，又有
25、无色气体放出，B、 E 为纯碱、硫酸铝中的一种，则A4为 NaHSO。A 、 C、 D 三种物质的化学式依次是NaHSO、 KCl、 BaCl ，42因此，本题正确答案是：NaHSO4、 KCl 、 BaCl2；B 、E 两者中有一种可与 A 反应，纯碱与氢离子反应，则它与足量A 反应的离子方程式2-为 CO3 2H =H2OCO2，因此，本题正确答案是：2-CO 2H =HO CO；322确定 B、 E 成分的实验现象及结论是与A 混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝，因此，本题正确答案是：B、E 两溶液，与A 溶液混合时产生气体的是纯碱，否则是硫酸铝；(3) 溶于水抑制水的电离的物质的化学
26、式为4，其溶液显酸性的原因是NaHSO4=NaNaHSO2-，所产生的抑制水的电离，H SOH4因此，本题正确答案是：2-，所产生的NaHSO4； NaHSO4=Na H SO4H 抑制水的电离。8 把 7.5 g 镁铝合金的粉末放入200ml 4mol/L 的盐酸中，往充分反应后的混合溶液中逐渐滴入一定物质的量浓度的 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积的关系如图所示。（1）合金中镁的物质的量为_。（2）氢氧化钠的物质的量浓度为_mol/L 。（3） V1=_mL。（4）写出该合金溶于足量NaOH 溶液的化学方程式为 _。【答案】 0.2mol24502Al+2Na
27、OH+2H 2O=2NaAlO 2 =3H 2【解析】【分析】镁铝合金与盐酸反应后溶液有铝离子、镁离子、以及剩余的氢离子；加入氢氧化钠后氢氧化钠先于氢离子反应，此时无沉淀产生，之后镁、铝离子开始沉淀，发生反应Al3+3OH-Al(OH)32+-Mg(OH) 2NaCl，再、 Mg+2OH，当沉淀达到最大值时溶液中的溶质只有继续滴加氢氧化钠，氢氧化铝沉淀开始溶解，发生反应-Al(OH)3 +OH AlO2 +2H2O，据此进行解答。【详解】(1)当滴加 400mL 氢氧化钠溶液时，沉淀达到最大值，此时溶液中的溶质为NaCl，根据元素守恒可知此时溶液中n(Cl-)=0.2L 4mol/L=0.8m
28、ol，由电荷守恒可知n(Na+)= n(Cl-)=0.8mol ，即400mL 氢氧化钠溶液中n(Na+)=0.8mol ，则其浓度 c(NaOH)=0.8mol =2mol gL-1；此时溶液中0.4L据图可知前 50mL 氢氧化钠溶液没有沉淀产生，即此时发生反应H+-2+OH =H O，所以与镁铝合金反应后剩余的n(H+ )=0.05L 2mol/L=0.1mol，则与镁铝合金反应的n(H+)=0.8mol-0.1mol=0.7mol ，设镁铝合金中镁的物质的量为xmol，铝的物质的量为ymol ，则有24x+27y=7.5g，根据电子守恒 (镁铝失去的电子都转移给氢离子)可得 2x+3y
29、=0.7，联立解得x=0.2mol ， y=0.1mol ，故答案为： 0.2mol ；(2)根据 (1)可知答案为： 2；13- AlO2-2O，根据 (1)可知镁铝合金中铝的物质的(3)400mL 至 V mL 发生反应 Al(OH) +OH+2H量为 0.1mol ，则生成氢氧化铝0.1mol ，此段消耗 n(OH-)=0.1mol ，所以消耗的氢氧化钠体积V=0.1mol-1 =0.05L ，即 50mL，所以 V1=400+50=450，故答案为：450；2molgL(4)该合金中铝单质可以与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO 2
30、 =3H 2。【点睛】解决本题的关键是理解沉淀达到最大值时溶液中的成分，之后再利用元素守恒、电子守恒等解决问题。9 铝是应用广泛的金属。以铝土矿(Al2 322 3等杂质 )为原料制备主要成分为O ，含 SiO和 Fe O铝的一种工艺流程如图：注： SiO2 在 “碱溶 ”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)Al 的原子结构示意图为_； Al 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为_。(2)碱“溶 ”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 _。(3)电“解 ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。(4)电“解 ”是电解 Na CO 溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产23生的
31、物质 A 的化学式为_。【答案】2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O石墨电极被阳极上产生的氧气氧化4CO2-3+2H2O-4e =4HCO3 +O2 H2【解析】【分析】以铝土矿（主要成分为Al2322 3等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加O ，含 SiO和 Fe ONaOH 溶解时2 O3 不反应，由信息可知SiO2 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到Fe的滤渣为Fe233AlO 、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al（ OH） ，过滤 II 得到（OH）3，灼烧生成氧化铝，电解I 为电解氧化铝生成Al 和氧气，电解 II 为电解 Na23溶CO液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气；据以上分析解答。【详解】
