高考化学 铝及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)附答案解析一、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 2ONa 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 2138100%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。

【详解】（1）“焙烧”时，Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4，Cr 元素的化合价升高，反应为氧化还原反应，还需氧化剂O 2，根据电子守恒配平方程式为2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2。

（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(Ca 4Fe 2Al 2O 10)，用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·Fe 2O 3·Al 2O 3。

（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H 2SiO 3，故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H 2SiO 3 。

“过滤2”后，将溶液pH 调至a ，是为将2CrO 42-转化为Cr 2O 72-，酸性条件下可以实现转化，故a 小于6.5实现2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2O 的转化。

（5）根据条件CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2， Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4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Na 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O 。

（6）最终得到产品Cr(OH)SO 4m 2kg ，其中铬元素的含量为252165m ⨯kg ，原料中铬元素的含量为1522(40%)522163m kg ⨯⨯⨯⨯+⨯，则产率为22115238165100%100%5223340%522163m m m m ⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯。

2．A 、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。

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 形成的简单离子半径大小：r (C)______r (E)(填>、<或=)(3)请写出F 最高价氧化物对应的水化物在水溶液中的电离方程式______________。

(4)B 与G 形成的化合物常用于做耐高温材料，工业可用碳热还原法制取：将G 的氧化物与B 的单质在1400℃条件下和足量的碳反应，请写出化学反应方程式_____________。

【答案】H 2O H 2O 分子间存在氢键 > H ++AlO 2-+H 2OAl(OH)3Al 3++3OH -3SiO 2+6C+2N 2Si 3N 4+6CO 【解析】【分析】A 、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，则A 为H ；G 的单质常用作半导体材料，G为Si，结合原子序数可知F为Al；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17，17÷3=5…2，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。

【详解】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分别与A形成的简单化合物分别是H2O、H2S，其中沸点较高的是H2O，原因是H2O 分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引力；(2)O2-、Mg2+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++AlO 2-+H2O Al(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+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。

3．有一透明溶液，可能含有较大量的Mg2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Na＋、H＋、SO42-、CO32-中的一种或几种，取此溶液做下列实验：①取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成；②取少量溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体，加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量如图所示。

试推断并完成作答：（1）溶液中一定含有的离子是___________；（2）溶液中肯定不含有的离子是_________；（3）检验可能含有的离子的方法是____________。

（4）图示中a点沉淀的成分是______________。

【答案】Mg2＋、Al3＋、SO42- CO32-、H＋、Cu2＋、Fe3＋焰色反应检验 Al（OH）3和Mg （OH）2【解析】【分析】取少量溶液加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定含有SO42-，取少量溶液加入过氧化钠粉末，溶液中有白色沉淀产生并逸出无色无味的气体，从图上看一开始就产生了沉淀，故溶液中无H+，Fe3+，Cu2+，因为沉淀质量随着过氧化钠的增加有溶解，说明溶液中同时含有Mg2+和Al3+，那么溶液中一定没有CO32-，Na+无法确认，综上所述，一定还有的离子为：Mg2＋、Al3＋、SO42-，一定不含的离子为：CO32-、H＋、Cu2＋、Fe3＋，可能含有Na+，据此解答。

【详解】（1）由分析可知，溶液中一定含有的离子是Mg2＋、Al3＋、SO42-，故答案为：Mg2＋、Al3＋、SO42-；（2）溶液中肯定不含有的离子是CO32-、H＋、Cu2＋、Fe3＋，故答案为：CO32-、H＋、Cu2＋、Fe3＋；（3）可能含有的为Na+，可用焰色反应来检验，故答案为：焰色反应检验；（4）图示中a点沉淀达到最大值，是Mg2＋、Al3＋恰好完全转换为沉淀的点，所以a点沉淀的成分为：Al(OH)3和Mg(OH)2，故答案为：Al(OH)3和Mg(OH)2。

【点睛】CO32-的判断：既然溶液中一定含Mg2＋、Al3＋，那么一定不含CO32-。

4．实验室中有6瓶失去标签的白色固体：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：①A、C、D三种物质的化学式依次是________________。

②B、E两者中有一种可与A反应，它与足量A反应的离子方程式为__________________。

③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Mg(OH)2NaHSO4、KCl、BaCl2CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑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NaHSO4NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO42-，所产生的H＋抑制水的电离【解析】【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。