1、2020-2021 高考化学易错题专题训练- 铝及其化合物推断题练习题含答案解析一、铝及其化合物1Al2O3 是铝的重要化合物，有着广泛的应用。以下是Al2O3 的实验室制备流程图。根据题意回答下列问题：（1）实验室制备过程中，废铝材料先用Na2CO3 溶液浸洗的目的是_；A 试剂是_（填物质名称）。（ 2）两条途径中有一条明显不合理，它是 _（填“途径 1”或“途径 2 ”），合理的方案是 _。（3）某同学从多、快、好、省的原则考虑，认为综合途径1 和 2，可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制备“ Al2O3”，该同学的实验设计流程是（模仿上面流程图设计） _。（ 4）若要从滤液中
2、得到 NaCl 晶体，其实验操作是 _。（ 5）得到的 Al2O3 中可能含有 Na2CO3 杂质，请设计实验检验杂质：（写出所需试剂、实验步骤和结论） _。（6）现有含Na2CO3 杂质的计算式： _（式中含有【答案】除去铝材表面的油腻Al2O3 样品，为了测定a、 b 等字母）。稀盐酸途径 2Al2O3 的纯度，请你设计实验方案，列出将稀盐酸改成通入过量CO2蒸发结晶、趁热过滤、干燥取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3 , 反之则没有取样品质量为b，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag。计算式
3、为： 1-106a197b【解析】【分析】从废铝材中提取氧化铝，途径1 先用稀盐酸反应生成氯化铝，再与Na2CO3 溶液发生双水解生成氢氧化铝，再灼烧分解生成氧化铝；途径 2 氧化铝先与氢氧化钠生成偏铝酸钠，再与盐酸生成氢氧化铝，再灼烧分解生成氧化铝，据此分析解答。【详解】（1）废铝材料先用 Na2CO3 溶液浸洗的目的是除去铝材表面的油腻，A 为稀盐酸，故答案为：除去铝材表面的油腻；稀盐酸；（2）途径 2 不合理，因为盐酸的量不好控制，改进的方法是将稀盐酸改成通入过量CO2，故答案为：途径2；将稀盐酸改成通入过量CO2；（3）综合途径1 和 2，可以既节约药品又节省时间来实现由“废铝材料”制
4、备“Al2O3”，应该用铝材先分别生成氯化铝和偏铝酸钠，两者再发生双水解生产氢氧化铝，流程为：；（4）氯化钠的溶解度受温度影响小，若要从若要从滤液中得到NaCl 晶体，操作为：蒸发结晶、趁热过滤、干燥，故答案为：蒸发结晶、趁热过滤、干燥；（5）得到的Al2O3 中可能含有Na2CO3 杂质，检测的方法为：取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na2CO3, 反之则没有，故答案为：取少量样品溶于水，取上层清液，加入氯化钡溶液，若出现白色沉淀，则证明有Na23CO , 反之则没有；（6）现有含 Na232 3样品，为了测定2 3的纯度，可采用方案为：取样品质CO 杂
5、质的Al OAl O量为 b，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag； BaCO33ag= amol=沉淀质量为 ag，则 n( BaCO )= 197g / mol197n( Na2CO3 ) ，则 m( Na2CO3)=amol 106g/ mol=106a g ，Na2CO3 的纯度 =106a， Al2O3197197197b106am的纯度 =；故答案为：取样品质量为，加水溶解后，加入足量的氯化钡溶液，沉1-197b淀完全以后，过滤、洗涤和干燥，称量（恒重）得沉淀ag；计算式为： 1- 106a 。197b【点睛】本题考查物质分离和提
6、纯，侧重考查元素化合物性质、氧化还原反应、物质分离和提纯实验操作，注意从整体上分析流程图中每一步发生的反应。2 现有部分短周期元素的相关信息如表所示：元WXYZ素相海水中质量其为非金属元素，M 层比 K其简单离子是第三关分数最高的简单气态氢化物溶层少 1 个周期元素的简单离信元素于水所得溶液呈碱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 H
7、2W2、 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： 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
8、、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， Na2O2 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
9、A、 B、 C、 D 均为中学化学中常见的物质，它们之间转化关系如图（部分产物和条件已略去） ,请回答下列问题：（1）若 A 为 CO2 气体， D 为 NaOH 溶液，则B 的化学式为 _。（ 2）若 A 为 AlCl3 溶液， D 为 NaOH 溶液，则 C 的名称为 _。（3）若 A 和 D 均为非金属单质，D 为双原子分子，则由 C 直接生成 A 的基本反应类型为_。（4）若常温时 A 为气态氢化物， B 为淡黄色固体单质，则A 与 C 反应生成 B 的化学方程式为 _。（5）若 A 为黄绿色气体， D 为常见金属，则 A 与 C 溶液反应的离子方程式为_。下列试剂不能鉴别B 溶液与
10、C 溶液的是 _(填字母编号 )。a NaOH 溶液 b盐酸 c KSCN溶液 d酸性 KMnO4 溶液【答案】 NaHCO3偏铝酸钠分解反应 2H 2S SO2 =3S2H 2 O2Fe2Cl 2 =2Fe32Clb【解析】【分析】【详解】(1)若A 为 CO 与过量的 D 即 NaOH 反应，生成碳酸氢钠；碳酸氢钠溶液与NaOH 反应可得2到碳酸钠溶液；碳酸钠溶液又可以与CO2反应生成碳酸氢钠；所以3；B 的化学式为 NaHCO(2)若 A 为 AlCl3，其与少量的NaOH 反应生成Al(OH)3 沉淀， Al(OH)3 继续与 NaOH 反应生成偏铝酸钠；偏铝酸钠溶液和氯化铝溶液又可以
11、反应生成Al(OH)3 ；所以 C 的名称为偏铝酸钠；(3)若 A， D 均为非金属单质，且 D 为双原子分子，那么推测可能为性质较为活泼的O2 或Cl2， A 则可能为 P， S 或 N2 等；进而， B， C 为氧化物或氯化物，C 生成单质 A 的反应则一定为分解反应；(4)淡黄色的固体有过氧化钠，硫单质和溴化银；根据转化关系，推测B 为 S 单质；那么 A为 H22，B 为氧气；所以相关的方程式为：2H 2S SO2 =3S 2H2O；S，C 为 SO(5)A 为黄绿色气体则为Cl ，根据转化关系可知，该金属元素一定是变价元素，即Fe；那么2B 为 FeCl ， C为FeCl；所以 A
12、与 C 反应的离子方程式为： 2Fe232Cl ；Cl 2 =2Fe32a NaOH 与 Fe2+生成白色沉淀后，沉淀表面迅速变暗变绿最终变成红褐色，而与Fe3+直接生成红褐色沉淀，a 项可以；b盐酸与 Fe2+， Fe3+均无现象， b 项不可以；c KSCN溶液遇到 Fe3+会生成血红色物质，而与Fe2+无现象， c 项可以；d Fe2+具有还原性会使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不会使高锰酸钾溶液褪色，d 项可以；答案选 b。4A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H 为八种短周期主族元素，原子序数依次增大。A、 F 的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A 的单质在常温下为气体。
13、C 与 B、H 在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17。 D 与 F 同周期。 G 的单质常用作半导体材料。请回答：(1)C 和 H 分别与 A 形成的简单化合物沸点较高的是_(填化学式 )，理由是_ 。(2)C、E 形成的 离子半径大小：r(C)_r(E)(填 、+-3+-H+AlO 2 +H2OAl(OH) 3Al +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
14、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、 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
15、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-+H2OAl(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 七水硫酸 （MgSO47H2
16、O）在印染、造 和医 等工 上有重要的用途。硼 泥是硼 生 硼砂的 渣，其主要成分是MgCO3， 含有MgO、 CaO、 Fe2O3、 FeO、MnO 2、Al2 O3、 SiO2 等 ，工 上用硼 泥制取七水硫酸 的工 流程如 ：已知： MnO2 不溶于稀硫酸。CaSO442g）数据如下表所示：和 MgSO 7H O 在不同温度下的溶解度（温度 / 1030405060物质40.190.210.210.210.19CaSOMgSO4 7H2O30.935.540.845.6（ 1）开始用到硫酸的质量分数为 70%，密度为 1. 61g/ cm3，则该硫酸溶液的物质的量浓度为_。（ 2）滤渣
17、A 中除含少量 CaSO4 2H2O 外，还有 _。（ 3）加入 MgO 后，加热煮沸的目的是 _。（4）若滤渣 B 的主要成分为 Al( OH) 3 和 Fe( OH) 3。则加入 NaClO 发生氧化还原反应的离子方程式为 _。（5）流程中操作1 为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO4 2H2O，又防止 _。（6）获取 MgSO4 7H2O 的操作2 为： _、 _、过滤洗涤。（7）已知开始硼镁泥样品的质量为ag，制取七水硫酸镁的质量为bg，据此能计算出硼镁泥中镁元素的含量吗？若能，请写出表达式；若不能，请说明理由。_（能或不能），表达式（或理由）为_。【答案】 11. 5mol /
18、 LSiO防止生成 Al( OH) 3 和 Fe( OH) 3胶体，使之转化为沉淀而2、 MnO2被分离ClO-2Fe2+2H+ Cl-2Fe3+ H242+=+O 晶体蒸发浓缩冷却结晶不O析出 MgSO7H能加入 MgO 的量未知【解析】【分析】硼镁泥用足量硫酸酸浸溶解，得到含有Mg2+、 Ca2+、 Fe2+、 Fe3+、 Al3+以及 SO42 - 的酸性溶液，由于 MnO 22A2、 SiO 不与硫酸反应，硫酸钙属于微溶物，则过滤后滤渣主要为 MnO 、242H22+ 氧化为 Fe3+，加入 MgO 调节SiO ，还含有少量CaSOO，向滤液中加入 NaClO 将 Fe溶液 pH 值并
19、加热，使 Fe3+、 Al3+转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则滤渣B 主要为氢氧化铁、氢氧化铝，根据溶解度表，CaSO4的溶解度基本不受温度影响，42MgSO 7H O 受温度影响较大，温度越高溶解度越大，对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤，得到CaSO4 2H2O，则滤渣 C 主要为 CaSO4 2H2O，再次对滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，得到七水硫酸镁 ( MgSO4 7H2O) ，据此分析解答。【详解】( 1) 开始用到硫酸的质量分数为70%，密度为1. 61g/ cm3 ，则该硫酸溶液的物质的量浓度1000100070%1.6111.5molL=98=/ ；M( 2) 根据分析，滤渣A
20、 中除含少量 CaSO4 2H2O 外，还有 MnO2、 SiO2 ；( 3) 加入 MgO 的目的是沉淀Fe3+、 Al3 +，但 Fe3+、Al3+易发生水解生成胶体，因此加热煮沸的目的是防止生成 Al( OH) 3 和 Fe( OH) 3 胶体，使之转化为沉淀而被分离；( 4) 若滤渣 B 的主要成分为Al( OH)和 Fe( OH) 。向滤液中加入2+3+，NaClO 将 Fe氧化为 Fe33则加入 NaClO 发生氧化还原反应的离子方程式为-+-+ClO +2Fe2+2H =Cl +2Fe3 +H2O；(5)根据溶解度表，CaSO的溶解度基本不受温度影响，424MgSO 7H O 受
21、温度影响较大，温度越高溶解度越大，流程中操作1 为蒸发浓缩、趁热过滤，这样即可得到CaSO4 2H2O，又防止析出 MgSO4 7H2O 晶体；( 6)结合溶解度表数据和 ( 5) 分析，获取 MgSO4 7H2O 的操作 2 为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤；( 7)在制取七水硫酸镁流程中，向体系内加入了氧化镁调节pH 值沉淀 Fe3+、 Al3+，引入了镁元素，且未告知氧化镁加入的量，制取的七水硫酸镁的镁元素不仅来自硼镁泥，还来自引入的氧化镁，因此不能根据上述两个条件来计算硼镁泥中镁元素的含量。6 以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主
22、要成分为 Al2 O3（含少量杂质 SiO2、 FeO、 Fe2O3），其制备实验流程如图：(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_。(2)图中 “滤渣 ”的主要成分为_(填化学式 )。加 30%的 H2O2 溶液发生的离子反应方程式为2Fe2+H2O2 +2H+ =2Fe3+2H2O。(3)验证 “沉铁 ”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为_。(4)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为4NH4Al(SO )12H O2Al O +2NH +N +5SO +3SO +53H O。将产生的气体通过4 222332322如图所示的装置。集气瓶中收集到的气体是_(填化学式 )。足量饱和NaHS
23、O3 溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有 _(填化学式 )。KMnO4 溶液褪色(MnO4-还原为Mn 2+)，发生的离子反应方程式为_。【答案】Al2 32424 322静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加O +3HSO =Al (SO ) +3H OSiOK Fe(CN) 溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液 N462332MnO4-222+42-+SO 、 NH+5SO+2HO=2Mn +5SO+4H【解析】【分析】铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、 FeO、Fe2O3），加入稀硫酸浸取，只有SiO2 不溶而成为滤渣；加入 30%H2O
24、2，将 Fe2+氧化为 Fe3+，加入 K4Fe(CN)6溶液，生成 KFeFe(CN)6 蓝色沉淀；加入 (NH4)2SO4， Al3+转化为 NH4Al(SO4)2，再蒸发结晶，便可获得NH4Al(SO4)212H2O，煅烧后得到-Al2O3。【详解】(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为Al2 O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。答案为： Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；(2)由以上分析可知，图中“滤渣 ”的主要成分为SiO2。答案为： SiO2；(3)验证 “沉铁 ”后，溶液中是否还含有铁离子，可使用K4 Fe(CN)6溶液检验，
25、操作方法为静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4Fe(CN)6溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色；答案为：静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4Fe(CN)6 溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液；(4)煅烧后，所得气体为NH 、 N 、 SO 、 SO，通过 NaHSO 溶液，可吸收SO和 NH ；通过3232333KMnO溶液，可吸收SO ，最后剩余 N和水蒸气，用排水法收集，气体主要为N 。4222集气瓶中收集到的气体是N2。答案为： N2；足量饱和 NaHSO3 溶液吸收的物质除大部分H2O(
26、g)外还有 SO3 、NH3。答案为： SO3、NH3；KMnO4 溶液褪色 (MnO4-还原为 Mn 2+)，则 MnO4-与 SO2 反应生成 Mn 2+、 SO42- 等，发生的离子反应方程式为2MnO 4-222+42-+4H+。答案为： 2MnO 4-+5SO +2H O=2Mn+5SO+5SO2+2H2O=2Mn2+2-+5SO4+4H 。【点睛】SO3 通入 NaHSO3 溶液中，若NaHSO3 溶液足量，则发生反应为SO3+2NaHSO3=Na2SO4 +H2O+2SO2；若 NaHSO3 溶液不足量，则发生反应为SO3+NaHSO3=NaHSO4+SO2。7 以粉煤灰（主要含
27、3Al2O32SiO2、 SiO2，还含有少量CaO、 Fe2O3 等物质）为原料制取Al2 O3 的流程如图：（1）当 (NH4242 32n(NH 4 ) 2SO4 ）不同时， “焙烧 ”后所得) SO和 3Al O2SiO的配比 a（ a=n(3Al 2O3 2SiO2 )产物的 X 射线衍射谱图如图所示（X 射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。由图可知，当a=_时， 3Al2 32的利用率最高。O2SiO（2） “沉淀、过滤 ”所得滤渣为 Fe(OH)333的离子反应方程式为 _。和 Al(OH)，生成 Fe(OH)（3） “碱浸 ”加入 NaO
28、H 发生反应的离子方程式为_。（4） “水解、过滤 ”可得到 Al(OH)3 沉淀，升高温度有利于水解的原因是_。该步骤可将加水改成通入过量的_气体。（5）流程中，可以回收并循坏利用的物质除NH3外，还有 _和 _。【答案】8 Fe3+3NH3233NH4+- Al(OH)32- 2H2O水解为吸热3H O=Fe(OH)OH=AlO反应，升高温度有利于平衡正向进行CO24 24NaOH (NH ) SO【解析】【分析】粉煤灰、 (NH4 24进行灼烧处理，把3Al2 3244 2424) SOO 2SiO转化为 NH Al (SO )，且当 (NH) SO 和3Al2 32n(NH 4 ) 2
29、SO4 ）不同时各产物含量不同，如图a=8 时，体O 2SiO 的配比 a（ a=n(3Al 2 O32SiO2 )系中 NH44 2含量最高，此时 3Al232Al (SO )O 2SiO 的利用也率最高。加硫酸进行酸浸，过滤，滤液中含有 Al3+、Fe3+以及其他可溶性离子，通入氨气生成沉淀Al(OH)33和 Fe(OH) ，滤液为(NH42432)SO ，加入氢氧化钠进行碱浸取过滤，滤渣为Fe(OH) 滤液为 NaOH和 NaAlO ，加水水解得到Al(OH)3 沉淀，煅烧得氧化铝。【详解】（ 1）根据分析，当 (NH4)2SO4 和 3Al2O32SiO2 的配比 a=8 时，体系中
30、NH4Al (SO4)2 含量最高，此时 3Al2O32SiO2 的利用也率最高。（ 2）通入氨气 “沉淀、过滤 ”所得滤渣为 Fe(OH)3 和 Al(OH)3，生成 Fe(OH)3 离子反应方程式： Fe3+ 3NH33H2O=Fe(OH)3 3NH4+；（3）根据分析， “碱浸 ”加入 NaOH 发生反应的离子方程式为OH- Al(OH)3=AlO2- 2H2O；（4） “水解、过滤 ”可得到 Al(OH)3 沉淀，水解过程是吸热的，升高温度促进AlO2- 水解；该步骤可将加水改成通入过量的酸性气体二氧化碳（CO2- 2H232 AlOO= HCO- 3Al(OH) ）；（5）流程中，滤
31、液为(NH424NaOH ，故可以回收并循坏利用的物质除) SO ，滤液含有3外，还有424和 NaOH。NH(NH ) SO【点睛】氢氧化铝是两性氢氧化物，遇强酸强碱发生反应而溶解，不与弱酸弱碱反应。氢氧化铝的制备： 1.向氯化铝溶液中通过量氨气；2.向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳；3.氯化铝和偏铝酸钠发生双水解。8 我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3 及少量 Fe2O3、 CaO、 MgO 和SiO2 等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：回答下列问题：（1）焙烧前，应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，其原因是_；混合焙烧时，Al2O3、Ga2O3 均发生类似于SiO2 的反应，试写出Ga2O3 在此过程中发生反应的化学方程式：_。（2）滤渣的成分是 _ ；含铝混合液中除了大量A13+之外，还有Fe3+和少量 Mg 2+，由混合液制取纯净Al( OH) 3 的实验方案是 _。（3）洗脱液中往往还有少量Fe3+，需要进一步分离。若使Fe3+恰好完全沉淀 c( Fe3+) = l -l05-l3+-l才会开始沉淀。（已知：mol L时， Ga浓度至少为_molL
