化学专题十四 从铝土矿到铝合金

专题十四 从铝土矿到铝合金高考化学高考化学 (江苏省专用)考点考点 铝及其化合物铝及其化合物A A组组 自主命题自主命题江苏卷题组江苏卷题组1.(2018江苏单科,3,2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料D.CaO 能与水反应,可用作食品干燥剂五年高考答案答案 D本题考查与生产、生活相关的几种常见物质的应用。A项,NaHCO3用于制胃酸中和剂应用的是NaHCO3能与胃酸反应生成NaCl、CO2和H2O这一性质,与NaHCO3受热易分解无关;B项,SiO2用于制光导纤维与其熔点、硬度等性质无关;C项,Al2O3用作耐高温材料是因为其熔点高,与其是两性氧化物无关。拓展延伸拓展延伸 CaO虽可用作食品干燥剂,但本身及与水反应的产物Ca(OH)2对人体都有危害,一定不能误食。2.(2016江苏单科,3,2分,)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料答案答案 DA项,SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆;B项,NH4HCO3中含有N元素,可用作氮肥;C项,Fe2(SO4)3溶于水后形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂。审题技巧审题技巧 审题时抓住“物质的性质与用途具有对应关系”逐项进行分析,不难得出答案。思路分析思路分析 以A选项为例,“SO2具有氧化性”是正确的,SO2“可用于漂白纸浆”也是正确的,但二者之间没有对应关系,故不符合题意。评析评析 本题以生活常识为基础对学生的科学素养进行考查,难度不大。3.(2015江苏单科,6,2分,)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )A.使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、S、Cl-B.=110-13 molL-1的溶液中:N、Ca2+、Cl-、NC.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、N、S D.水电离的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:K+、Na+、Al、C 24OW(H )Kc4H3O3O24O2O23O答案答案 BA项,使酚酞变红色的溶液显碱性,Al3+与OH-不能大量共存。B项,=110-13 molL-1的溶液显酸性,N、Ca2+、Cl-、N在酸性条件下能大量共存。C项,与Al反应放出H2的溶液可能显酸性也可能显碱性,酸性条件下N易氧化Fe2+,且HNO3与Al反应不能生成H2;碱性条件下Fe2+不能大量存在。D项,由水电离的c(H+)=110-13 molL-1的溶液可能显酸性也可能显碱性,酸性溶液中,Al、C不能大量存在。W(H )Kc4H3O3O2O23O知识归纳知识归纳 常见的因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组有:Fe2+、H+与N;Fe3+与I-或S2-;ClO-与S2-或I-等。3O命题归纳命题归纳 离子共存是高考必考内容。常见的离子组不能大量共存的情况有:发生复分解反应;发生氧化还原反应;发生彻底的水解反应;发生配合反应。4.(2018江苏单科,18,12分)碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2-x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2(1-x)Al2(SO4)3xAl(OH)3+3xCaSO4+3xCO2生成物(1-x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有 。(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH (填“增大”“减小”“不变”)。(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.330 0 g。取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入0.100 0 molL-1 EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.080 00 molL-1 CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1 1)。计算(1-x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。答案答案(12分)(1)适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率(2)减小(3)25 mL溶液中:n(S)=n(BaSO4)=0.010 0 mol2.5 mL溶液中n(Al3+)=n(EDTA)-n(Cu2+)=0.100 0 molL-125.00 mL10-3LmL-1-0.080 00 molL-120.00 mL10-3LmL-1=9.00010-4mol25 mL溶液中:n(Al3+)=9.00010-3mol1 mol (1-x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中n(Al3+)=(2-x)mol;n(S)=3(1-x)mol=x=0.4124O12.330 0 g233 g mol24O324(Al )(SO)nn23(1)xx39.000 100.010 0molmol解析解析本题考查盐类的水解、溶液pH的判断、滴定计算。(1)由Al2(SO4)3溶液制碱式硫酸铝溶液时,适当提高溶液的pH可促进Al3+的水解,因此适当增加CaCO3的用量可提高x的值;另外,通过搅拌可加速Al3+的水解,从而提高x的值。(2)不断吸收SO2,溶液的酸性增强,pH减小。(3)(1-x) Al2(SO4)3xAl(OH)3中,=,利用、分别求出25.00 mL溶液中的n(S)和n(Al3+),代入上式即可得出x的值。计算过程见答案。324(Al )(SO)nn23(1)xx24O审题技巧审题技巧 提高x的值,实质为增大Al3+水解程度、提高Al3+水解速率。5.2017江苏单科,16(1)(2)(3)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。(2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。(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 。答案答案(1)Al2O3+2OH-2Al+H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化2O解析解析本题考查了以铝土矿为原料制备铝的工艺流程,涉及离子方程式的书写和电化学的相关知识。(1)Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应生成Al和H2O。(2)“碱溶”时,NaOH溶液应过量,则在“过滤”所得滤液中一定含有过量的NaOH,当加入NaHCO3溶液时,HC+OH-C+H2O,使c(OH-)减小,故pH减小。(3)电解熔融Al2O3时,阳极反应式为:2O2-4e-O2,O2会与石墨发生化学反应,从而消耗石墨。2O3O23O疑难突破疑难突破 向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液时,除了发生反应HC+OH-H2O+C,还发生反应HC+Al+H2OAl(OH)3+C,然后经“过滤”得到Al(OH)3,灼烧Al(OH)3,发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,再电解熔融的Al2O3可得到Al。3O23O3O2O23O6.(2014江苏单科,16,12分,0.52)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液,并用于烟气脱硫研究。 (1)酸浸时反应的化学方程式为 ;滤渣的主要成分为 (填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是 。(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是 ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”“减小”或“不变”)。答案答案 (12分)(1)Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3+2Al3+3S+3H2O2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2(3)溶液中的部分S被氧化成S减小24O23O24O解析解析(1)酸浸时Al2O3与H2SO4发生反应,SiO2不溶于H2SO4溶液,形成滤渣。(2)依题意,滤渣的主要成分是CaSO4;若溶液pH偏高,会使Al3+水解程度增大,生成Al(OH)3,导致溶液中铝元素的含量降低。(3)过滤所得滤液用于吸收含SO2的烟气,反应得H2SO3,热分解时部分H2SO3被氧化成H2SO4,导致经完全热分解放出的SO2量小于吸收的SO2量,且热分解后循环利用的溶液的pH减小。命题归纳命题归纳 无机化工流程题主要考查以下几个方面的内容:一是将原料转化为产品的生产原理;二是产品的提纯;三是提高产品的产量与产率;四是减少污染;五是生产成本问题;六是生产设备简单、生产工艺简便可行等问题。解题关键解题关键 一是从题干中获取有用信息,了解生产的产品;二是分析流程中的每个步骤,了解反应物是什么,发生了什么反应,如何对产品进行提纯等;三是从问题中获取信息,帮助解题。 化学性质实际应用A.Al2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B.铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C.次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物D.HF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记B B组统一命题、省组统一命题、省( (区、市区、市) )卷题组卷题组(2016课标,7,6分)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是()答案答案 BFeCl3与Cu的反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2不能用来比较铁与铜的金属性强弱,故错误。思路梳理思路梳理 比较金属性强弱可以采用金属间的置换反应,比较铁、铜金属性强弱时可以用“Fe+CuCl2FeCl2+Cu”。C C组组 教师专用题组教师专用题组1.(2011江苏单科,6,2分)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()A.FeCl3溶液与Cu的反应:Cu+Fe3+Cu2+Fe2+B.NO2与水的反应:3NO2+H2O2N+NO+2H+C.醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3+C 3O2O23O答案答案 BA项,未配平,正确的离子方程式应为2Fe3+CuCu2+2Fe2+,故错误;C项,醋酸是弱酸,不能写成离子形式,故错误;D项,通入过量CO2生成物应为HC而不是C,故错误。3O23O2.(2012江苏单科,20,14分,)铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g) H=a kJmol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) H=b kJmol-1反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的H= kJmol-1(用含a、b的代数式表示)。Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为 。(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H217MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。在6.0 molL-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为 。在0.5 molL-1 NaOH和1.0 molL-1 MgCl2溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(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)。在上述NaOH溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。(3)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示。该电池反应的化学方程式为 。答案答案(1)a+bAl4C3+12HCl4AlCl3+3CH4(2)防止Mg、Al被空气氧化52 molAl(3)2Al+3AgO+2NaOH2NaAlO2+3Ag+H2O解析解析(1)根据盖斯定律,把已知的两个热化学方程式直接相加得H=(a+b) kJmol-1。根据题干信息推知产物之一为CH4,则可顺利写出化学方程式。(2)因为Mg、Al为活泼金属,易被空气中的氧气氧化,通入氩气是为了隔绝空气,防止Mg、Al被氧化。混合物Y中MgH2和Al都可以与HCl反应放出H2:MgH2+2HClMgCl2+2H21217 mol34 mol2Al+6HCl2AlCl3+3H2 2 312 mol18 mol故产生氢气的总量为34 mol+18 mol=52 mol。结合题给信息,分析X-射线衍射谱图中(a)发现,缺少Al的衍射峰,推断混合物Y在NaOH溶液中产生氢气的主要物质为Al。(3)结合题图可以判断Al为负极,AgO/Ag为正极,电解质溶液为NaOH/NaAlO2溶液,电池反应为2Al+2NaOH+3AgO2NaAlO2+3Ag+H2O。3.(2015浙江理综,27节选).(6分)请回答:(1)H2O2的电子式 。(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由 。(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式 。(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:()Mn+()C2+ ()Mn2+()CO2+ 4O24O答案答案.(1)HH(2)2Mg+CO22MgO+C(3)AgCl+Br-AgBr+Cl-(4)2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2OOO4O24O解析解析.(1)H2O2的电子式为HH。(2)镁能在CO2中燃烧,化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。(3)AgCl的溶解度大于AgBr,所以向AgCl中加入KBr溶液,会生成AgBr沉淀,离子方程式为AgCl+Br-AgBr+Cl-。(4)根据得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒,配平为:2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2O。OO4O24OA A组组 2016201820162018年高考模拟年高考模拟基础题组基础题组考点考点 铝及其化合物铝及其化合物1.(2018盐城高三上期中,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.NH3具有碱性,可用作制冷剂B.Al(OH)3具有两性,可用作聚合物的阻燃剂C.水玻璃具有碱性,可用于生产黏合剂和防火剂D.CaO2能与水反应产生O2,可用作水产养殖中的供氧剂三年模拟答案答案 DA项,NH3具有碱性与其可用作制冷剂无关,故错误;B项,Al(OH)3具有两性与其可用作聚合物的阻燃剂无关,故错误;C项,水玻璃具有碱性与其可用于生产黏合剂和防火剂无关,故错误;D项,2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2,可用作水产养殖中的供氧剂,故正确。2.(2018镇江高三上调研,7)给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的组合是()饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2(s)Al2O3NaAlO2Al(OH)3SiO2SiCl4SiFeS2SO3H2SO4CuSO4(aq)Cu(OH)2Cu2OA.B.C.D.答案答案 BNaCl+CO2+H2O+NH3NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,正确;MgCl2(aq)需在HCl气流中加热才能生成MgCl2(s),错误;Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3,正确;SiO2与盐酸不反应,错误;4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,不能直接生成SO3,错误;CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4,葡萄糖中含有醛基,可与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成Cu2O,正确;故选B。3.(2018徐淮连宿高三上期末,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.Si的熔点高,可用作半导体材料B.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆C.Na2CO3溶液呈碱性,可用于洗涤油污D.Al2O3硬度很大,可用于制造耐火材料答案答案 CA项,Si用作半导体材料与其熔点高低无关,故错误;B项,SO2具有氧化性与其可用于漂白纸浆无对应关系,故错误;D项,Al2O3可用于制造耐火材料与“Al2O3熔点很高”有关,与其“硬度很大”无对应关系,故错误。4.(2017南通启东中学高三上期中,3)下列有关物质的性质与其应用不相对应的是()A.Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品B.NH3能与Cl2反应生成NH4Cl,可用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏C.NaHCO3能与碱反应,可用作食品工业焙制糕点的膨松剂D.K2FeO4能与水作用生成Fe(OH)3胶体和O2,可用于净化自来水并杀菌消毒答案答案 CA项,Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,因此可制成铝箔用于包装物品,故正确;B项,发生反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,浓氨水挥发出的NH3遇泄漏的Cl2生成白烟(NH4Cl),故正确;C项,NaHCO3用作膨松剂,是利用NaHCO3能与酸反应生成CO2的性质,故错误;D项,K2FeO4能与水作用生成Fe(OH)3胶体和O2,Fe(OH)3胶体可吸附水中悬浮颗粒而净化水,且K2FeO4具有强氧化性,可起到杀菌消毒作用,故正确。5.(2017连云港新海中学高三下期初,8)下表所列各组物质中,物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化的是() 物质选项 甲乙丙ASO2SO3H2SO4BNH4ClNH3NOCNaNaOHNaClDAl2O3AlCl3Al(OH)3答案答案 BA项,SO2可与O2反应生成SO3,SO3可与H2O反应生成H2SO4,浓H2SO4可与Cu反应生成SO2,故正确;B项,NH4Cl受热分解可得NH3,NH3经催化氧化可生成NO,NO不能通过一步反应得到NH4Cl,故错误;C项,Na可与H2O反应生成NaOH,NaOH可与盐酸反应生成NaCl,电解熔融NaCl可得Na,故正确;D项,Al2O3可与盐酸反应生成AlCl3,AlCl3可与氨水反应生成Al(OH)3,Al(OH)3受热分解可得Al2O3,故正确。6.(2017南通如皋中学检测,3)下列有关物质的用途叙述正确的是()A.铝罐可用于运输稀硝酸和浓硫酸B.Na2O2可用作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂C.单质硅可用于制造芯片和光导纤维D.福尔马林可用于浸泡生物标本和水产品保鲜答案答案 BA项,铝能与稀硝酸反应而溶解,因此不能用铝罐运输稀硝酸,故错误;B项,Na2O2能与CO2、水蒸气等反应生成O2,故正确;C项,制造光导纤维的原料是SiO2,故错误;D项,福尔马林有毒,不可用于水产品保鲜,故错误。7.(2016泰州一模,8)给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A.Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3B.SSO3H2SO4C.Mg(OH)2MgCl2(aq)无水MgCl2D.FeFe2O3FeCl3 答案答案 AB项,S+O2SO2,SSO3不能一步实现,故错误;C项,MgCl2溶液加热蒸发时Mg2+会发生水解,不能得到无水MgCl2,故错误;D项,Fe和水蒸气反应生成Fe3O4:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故错误。8.(2016苏州期中调研,8)下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是()A.B.C.D.编号物质转化关系abcdNONO2N2HNO3Na2ONa2O2NaNaOHFeCl2FeCl3FeCuCl2Al2O3NaAlO2AlAl(OH)3答案答案 BN2不能通过一步反应生成NO2;NaOH不能通过一步反应生成Na2O。1.(2018十套模拟之南师附中卷,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品B.浓H2SO4具有吸水性,可用于干燥NH3、SO2等C.KAl(SO4)212H2O易溶于水,可用作净水剂D.MnO2有较强的氧化性,可作H2O2分解的氧化剂B B组组 2016201820162018年高考模拟年高考模拟综合题组综合题组(时间：45分钟 分值：100分)一、选择题(每题4分,共48分)答案答案 AB项,不能用浓H2SO4干燥NH3,故错误;C项,KAl(SO4)212H2O易溶于水与其用作净水剂无关,故错误;D项,MnO2本身具有较强的氧化性,但H2O2分解的过程中MnO2的作用是催化剂,不是氧化剂,故错误。知识拓展知识拓展 浓硫酸不能干燥NH3、H2S、HI等气体。2.(2018十套模拟之金陵中学卷,8)已知A、B、D、E均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有关物质的推断不正确的是()A.若A是AlCl3溶液,E可能是氨水B.若A是CuO,E是碳,则B为COC.若A是铁,则E可能为稀硝酸D.若A是NaOH溶液,E是CO2,则B为NaHCO3 答案答案 AA项,无论氨水过量还是少量,与AlCl3反应的产物均是Al(OH)3,不符合图示,故错误。方法归纳方法归纳 熟练掌握元素及其化合物的知识,并掌握反应物的用量对产物的影响。3.(2018盐城高三上期中,9)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.无色透明的溶液中:K+、N、S2-、ClO-B.c(Fe2+)=1.0 mol/L的溶液中:H+、Cu2+、Cl-、NC.能与Al反应放出H2的溶液中:K+、Na+、Br-、SD.由水电离产生的c(H+)=110-13 mol/L的溶液中:Mg2+、Ca2+、CH3COO-、HC 4H3O24O3O答案答案 CA项,S2-与ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存,故错误;B项,N在酸性条件下具有强氧化性,Fe2+具有还原性,不能大量共存,故错误;D项,由水电离产生的c(H+)=110-13 mol/L的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,Mg2+、Ca2+、HC与OH-不能大量共存,CH3COO-、HC与H+不能大量共存,故错误。3O3O3O知识拓展知识拓展 在酸性条件下,N与Fe2+(S2-、I-、HS-、S等)不能大量共存。3O23O4.(2018扬州高三上期末,7)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.SiSiO2SiCl4B.AlAl2(SO4)3(aq)Al(OH)3C.NO2HNO3(aq)Cu(NO3)2(aq)D.HClOCl2NaClO(aq)答案答案 CA项,SiO2与浓盐酸不反应,故错误;B项,常温下Al遇浓硫酸钝化,不会产生Al2(SO4)3,故错误;D项,2HClO2HCl+O2,故错误。知识拓展知识拓展 常温下Fe、Al遇浓硫酸发生钝化,故可用铁制或铝制容器贮运浓硫酸。5.(2018苏中五校高三上联考,8)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.澄清透明的溶液中:Al3+、Cu2+、S、Cl-B.中性溶液中:Al3+、N、Cl-、S2-C.常温下pH=1的溶液中:Na+、Ca2+、ClO-、ND.1 molL-1的KNO3溶液中:H+、Fe2+、SCN-、S 24O4H3O24O答案答案 AB项,Al3+与S2-相互促进水解,不能大量共存,故错误;C项,常温下pH=1的溶液为酸性溶液,ClO-不能在酸性溶液中大量存在,故错误;D项,溶液中H+与N组合具有强氧化性,Fe2+具有还原性,不能大量共存,故错误。3O易错警示易错警示 审题时注意“澄清透明”并不代表没有颜色。6.(2018苏州高三上调研,3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.晶体硅的熔点高、硬度大,可用作半导体材料B.浓H2SO4具有脱水性,可用来干燥HClC.明矾易溶于水,可用作净水剂D.Na具有强还原性,可用于高温下与熔融TiCl4反应制备Ti答案答案 DA项,晶体硅的熔点高、硬度大与其可用作半导体材料无对应关系,故错误;B项,浓H2SO4可用来干燥HCl,是因为浓H2SO4有吸水性,与其具有脱水性无对应关系,故错误;C项,明矾可用作净水剂是因为其溶于水后形成的Al(OH)3胶体能起到净水作用,与“易溶于水”无对应关系,故错误;D项正确。解题技巧解题技巧 判断出物质的性质与用途是否有对应关系是解题的关键。7.(2018无锡高三上期末,7)下列物质之间的转化在给定条件下不能实现的是()A.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3B.Al2O3NaAlO2(aq)AlCl3(aq)C.NH3NOHNO3D.SiO2H2SiO3Na2SiO3 答案答案 DSiO2不能与水反应生成H2SiO3,故错误。归纳总结归纳总结 物质转化类题中常见的不能与水反应的氧化物有SiO2、Fe2O3、CuO、Al2O3、NO等。8.(2018无锡高三上期末,6)下列指定反应的离子方程式正确的是()A.镁条投入浓硫酸中:Mg+2H+Mg2+H2B.用惰性电极电解氯化铝溶液:2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH-C.向硫酸铁溶液中加入铜粉:Fe3+CuFe2+Cu2+D.向偏铝酸钠溶液中通入足量二氧化碳:Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC 2O3O答案答案 DA项,镁条与浓硫酸反应不生成H2,离子方程式应为4H+Mg+SSO2+Mg2+2H2O,故错误;B项,生成的OH-会与Al3+反应,故错误;C项,电荷不守恒、得失电子也不守恒,离子方程式应为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,故错误;D项,向NaAlO2溶液中通入足量CO2,产生Al(OH)3和HC,故正确。24O3O知识拓展知识拓展 浓硫酸与浓硝酸的氧化性很强,活泼金属与它们发生反应不生成H2。9.(2017徐淮连宿高三上期中,12)向Fe和Al2O3的混合物中加入足量稀硫酸将其溶解,室温下向所得溶液中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是()A.通入过量Cl2:Cl-、S、Fe2+、Al3+B.加入过量NaOH溶液:S、Na+、Al、OH-C.加入过量氨水:N、S、Na+、AlD.加入过量NaNO3溶液:N、S、Fe2+、Al3+ 24O24O2O4H24O2O3O24O答案答案 BA项,通入过量Cl2,Fe2+将会被氧化为Fe3+,故错误;B项,Al3+与过量NaOH反应生成Al,故正确;C项,Al3+与过量氨水反应生成Al(OH)3,不生成Al,故错误;D项,N在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,故错误。2O2O3O审题技巧审题技巧 该题在题干中已给出一个限定条件,即Fe和Al2O3与足量稀H2SO4反应产生Fe2+和Al3+,故每项的离子共存问题,都应将Fe2+、Al3+和H+放在各选项环境中考虑能否大量共存。10.(2017南京、盐城、连云港二模,5)下列反应的离子方程式正确的是()A.铜跟稀HNO3反应:3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2OB.向硫酸铝溶液中加入过量氨水:Al3+4OH-Al+2H2OC.向Ag(NH3)2NO3溶液中加入盐酸:Ag(NH3)2+2H+Ag+2ND.NaHSO4溶液和Ba(OH)2溶液混合后溶液呈中性:Ba2+OH-+H+SBaSO4+H2O3O2O4H24O答案答案 AA项,稀HNO3的还原产物是NO,故正确;B项,NH3H2O不能拆,且氨水不能溶解Al(OH)3沉淀,故错误;C项,生成的Ag+应与Cl-反应得到AgCl沉淀,故错误;D项,呈中性时应使两者提供的H+、OH-恰好完全反应,故NaHSO4与Ba(OH)2物质的量之比应为2 1,正确的离子方程式为Ba2+2OH-+2H+SBaSO4+2H2O,故错误。24O知识拓展知识拓展 Al(OH)3为两性氢氧化物,能与强酸、强碱反应,不能与弱碱反应,故Al3+与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀,不能生成Al:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N。2O4H解题技巧解题技巧 D项应抓住“混合后溶液呈中性”来书写离子方程式。因1 mol Ba(OH)2中含2 mol OH-,要将2 mol OH-反应完全,需2 mol NaHSO4。11.(2016常州学情调研,8)下列开发利用自然资源制取化学品的途径较合理的是()A.海水Mg(OH)2MgOMgB.石油 苯、甲苯、二甲苯、苯酚等C.铝土矿 Al(OH)3Al2O3 AlD.海带 I2 答案答案 DA项,MgO熔点很高,采用“电解MgO制Mg”不合理;B项,石油裂解得到的产物中主要含气态烃,不能得到苯、甲苯、二甲苯、苯酚等物质,故不合理;C项,铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤后,为保证Al元素全部沉淀,应通入CO2气体,加盐酸不合理。方法归纳方法归纳 在化工生产中,不仅要考虑是否符合化学原理,还要综合考虑原料来源是否广泛,生产流程是否合理,经济效益是否最大化等因素。复习建议复习建议 应熟练掌握硫酸工业、硝酸工业、氯碱工业、钠的冶炼、硅的提取、高炉炼铁、侯氏制碱法等教材中出现的化工原理知识。12.(2016徐淮连宿一模,7)下列实验操作正确的是()A.用装置甲收集SO2B.用装置乙蒸发AlCl3溶液制备AlCl3晶体C.中和滴定时,锥形瓶用待装液润洗D.使用分液漏斗和容量瓶时,先检查是否漏液答案答案 DA项,空气,收集SO2时应“长进短出”,故错误;B项,直接加热蒸发AlCl3溶液,无法获得AlCl3晶体,故错误;C项,中和滴定时,锥形瓶不能用待装液润洗,故错误。2SO易错警示易错警示 气体收集装置之后要考虑尾气吸收处理问题。对于SO2、NO2等有毒气体不能直接排入大气,而尾气的吸收处理经常要考虑防倒吸的问题。二、非选择题(共52分)13.2018姜堰中学高三下期初,18(1)(2)(6分)明矾KAl(SO4)212H2O(摩尔质量:474 gmol-1)是很好的净水剂,测定明矾纯度有多种方法,如沉淀分析法、滴定法等,滴定法步骤如下:准确称取0.500 0 g样品,配制成100.00 mL溶液A;准确量取25.00 mL溶液A,加入0.010 00 molL-1过量的Na2H2Y标准溶液37.50 mL,调节pH=3.5,煮沸溶液使其中的Al3+完全反应(离子方程式为Al3+H2Y2-AlY-+2H+);调节溶液pH至56,滴加指示剂,用含Zn2+浓度为0.010 0 molL-1的标准溶液滴定中溶液(离子方程式为Zn2+H2Y2-ZnY2-+2H+),到终点时消耗含Zn2+浓度为0.010 0 molL-1的标准溶液12.50 mL。(1)实验室检验K+的实验方法为 ;(2)调节pH=3.5的原因为 。答案答案(1)焰色反应(2)抑制Al3+的水解解析解析(1)实验室检验K+的实验方法为焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察火焰显紫色。(2)Al3+水解显酸性,调节pH=3.5能够抑制Al3+水解,有利于Al3+与H2Y2-进行反应。解题关键解题关键 从所给文字描述中提取有用信息,然后运用已学知识进行解答。14.(2018泰州中学高三上开学检测,18)(6分)碱式碳酸钠铝NaaAlb(OH)c(CO3)d可用作阻燃剂、抗酸剂等,其制备方法是:控制温度、pH,向NaHCO3稀溶液中加入Al(OH)3,并搅拌,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得碱式碳酸钠铝。(1)碱式碳酸钠铝NaaAlb(OH)c(CO3)d中a、b、c、d之间的关系为 。(2)碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因:在分解过程中吸收大量的热;本身及产物无毒且不可燃; 。(3)若pH过高,则对产品的影响是 。答案答案(1)a+3b=c+2d(2)产生阻燃性气体CO2、H2O(3)使碱式碳酸钠铝中的Al3+转化为Al,使产率降低2O解析解析(1)根据“化合物中各元素正、负化合价代数和为零”可得a+3b=c+2d。(2)根据碱式碳酸钠铝的组成,推测其受热分解可生成具有阻燃性的CO2、H2O。(3)pH过高碱式碳酸钠铝中的Al3+可能会与OH-进一步反应生成Al,故pH过高会使产率降低。2O审题技巧审题技巧在制备碱式碳酸钠铝时,注意联系已学相关知识如“Al(OH)3的两性”答题。解题关键解题关键Al(OH)3可以与强碱反应,故pH升高会使碱式碳酸钠铝溶解损耗。15.2018淮阴中学高三上检测,19(6分)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组设计了如下电解分离装置,使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液,并回收利用。回答中的问题。.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)沉淀B固体C的反应条件为 ,固体CAl的制备方法称为 。(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合,不加热,无变化;加热有Cl2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有 (填字母)。a.温度b.Cl-的浓度c.溶液的酸度(3)写出反应的离子方程式: 。答案答案.(1)加热电解法(2)ac(3)Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC 2O3O解析解析(1)由于固体混合物是Al(OH)3与MnO2,则与NaOH溶液反应的是Al(OH)3,溶液A为NaAlO2溶液,通入CO2,则沉淀B为Al(OH)3,由C可制备Al,则C为Al2O3,沉淀B生成固体C的反应条件为加热,即2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,固体C到Al的制备方法为电解法。(2)由于两个过程涉及“加热”“加硫酸”,故影响该反应有效进行的因素为“温度”与“溶液的酸度”。(3)为确保Al尽可能全部转变为Al(OH)3,应通入足量CO2,因此另一种产物为HC(不是C),相应的离子方程式为Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC。2O3O23O2O3O知识拓展知识拓展与Al相关的化工流程题中常涉及的化学方程式:NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3 Al2O3+3H2O2Al2O3 4Al+3O2易错警示易错警示工业上制Al采用电解熔融Al2O3的方法,不是电解熔融的AlCl3。16.2018盐城中学高三上第二次阶段考试,16(1)(3)(4)(6分)聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰,铝灰中主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下:(1)反应中副产品a是 (用化学式表示)。(3)生产过程中可循环使用的物质是 (用化学式表示)。(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用 (填编号)。a.NaOHb.Alc.氨水d.Al2O3e.NaAlO2 答案答案(1)H2(3)HCl(4)b、d解析解析(1)用水喷淋吸收的气体是HCl,从而获得盐酸(溶液e),而H2不能被水吸收,故气体a为H2。(3)溶液e为盐酸,可用于“搅拌加热”时重复使用,故可循环使用的物质是盐酸。(4)最终获得的“固体产品”是“聚合氯化铝晶体”,升高pH至4.05.0是在酸性环境中,b、d均可使pH升高,a、c、e会引入杂质,故不可选。审题技巧审题技巧“搅拌加热”过程中,加入盐酸的作用是溶解Al2O3和Al,95 温度较高,HCl会挥发,Al和盐酸反应产生H2,故进入“用水喷淋吸收气体”过程中的气体为HCl和H2;目标是制备聚合氯化铝晶体,加入的C应不引入杂质,故可选择Al和Al2O3。17.2017徐淮连宿高三上期中,16(1)(2)(5)(6分)以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2,还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下: (1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸,目的是提高浸取率和 ;滤渣的主要成分是 。(2)“氧化”过程中,加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。(5)“沉淀”过程中,通入过量CO2时发生反应的化学方程式为 。答案答案(1)抑制Al3+水解(或为后续反应提供H+)SiO2(2)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(5)NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3 解析解析(1)根据粉煤灰中含有的成分可知,加入硫酸发生的反应有Al2O3+6H+2Al3+3H2O,FeO+2H+Fe2+H2O,Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,加入过量稀硫酸可以提高浸取率和抑制Al3+的水解(或为后续反应提供H+),SiO2不溶于水,也不溶于硫酸,因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O。(5)通入过量CO2时应生成NaHCO3,因此发生反应的化学方程式为因此发生反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3。规律总结规律总结 用酸浸取金属矿物时,加入过量的酸除了可以提高浸取率,也需要考虑到酸能抑制某些金属阳离子的水解。18.2017盐城中学检测,19(3)(4)(6分)(3)聚合硫酸铁是一种高效无机水处理剂,能与水混溶,微溶于乙醇,其化学式可表示为Fe2(OH)x(SO4)yn。某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金,设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾: 为充分利用原料,试剂X应为 (填化学式)。加入试剂Y的目的是调节pH。溶液的pH对Fe2(OH)x(SO4)yn中x的值有较大影响(如图1所示),试分析pH过小(pH3)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因: 。(4)请结合图2所示的明矾溶解度曲线,补充完整由流程图中滤液制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂有稀硫酸、NaOH溶液、氨水、K2SO4溶液、蒸馏水和酒精):向滤液中加入足量含铝废铁屑,微热至不再有气泡产生, ,得到明矾晶体。答案答案(3)KOHpH过小,会抑制Fe3+的水解(4)过滤,向所得溶液中滴加足量稀硫酸,产生白色沉淀,继续滴加稀硫酸至生成的沉淀溶解,将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用酒精洗涤晶体,干燥解析解析(3)加入过量试剂X,目的是将Fe与Al分离,可加入强碱溶液,结合明矾中含有K+,为充分利用原料,试剂X应为KOH溶液。pH过小(pH3),则溶液酸性较强,会抑制Fe3+的水解,导致聚合硫酸铁中x的值减小。(4)滤液中的溶质是KAlO2和KOH,向滤液中加入足量的含铝废铁屑后溶质变为KAlO2,再加入足量稀硫酸,溶质变为Al2(SO4)3和K2SO4。由图2可知,明矾的溶解度随着温度的升高变化较大,故获得晶体的方法可采用蒸发浓缩、冷却结晶,为了减少晶体的溶解损耗,可选择酒精进行洗涤,且酒精易挥发带走水分,可起到快速干燥的作用。解题技巧解题技巧 在解答聚合硫酸铁中x的值减小的原因时,应从图像所给信息及物质本身的性质角度分析。疑难突破疑难突破 制备型实验方案的设计要紧扣“混合物除杂分离、提纯产品”的路线。在路线设计过程中要关注“物质性质、试剂选择、溶液pH控制、晶体的获得、温度的控制”等多方面的细节。19.2017扬州中学高三上期中,16(1)(2)(3)(8分)草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoC2O42H2O的工艺流程如下:已知:浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2完全沉淀的pH3.79.69.25.29.8(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将 还原(填离子符号),该步反应的离子方程式为 (写一个)。(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,产物中氯元素处于最低价态。该反应的离子方程式为 。(3)利用平衡移动原理分析,加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是 。答案答案(1)Fe3+、Co3+S+2Fe3+H2OS+2Fe2+2H+或S+2Co3+H2OS+2Co2+2H+(2)Cl+6Fe2+6H+6Fe3+Cl-+3H2O(3)因Fe3+和Al3+(用M3+代替)在水溶液中存在平衡M3+3H2OM(OH)3+3H+,加入碳酸钠后C与H+结合生成难电离的HC、H2CO3,c(H+)减小,使水解平衡右移而产生沉淀(其他正确叙述也可)23O24O23O24O3O23O3O解析解析(1)从已知信息中可知,水钴矿中的Co3+和Fe3+被Na2SO3还原为Co2+和Fe2+,故加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原。(2)根据题意可知Fe2+Fe3+,ClCl-,浸出液为酸性溶液,故离子方程式为Cl+6Fe2+6H+6Fe3+Cl-+3H2O。(3)Fe3+、Al3+在溶液中存在水解平衡:Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+,Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,加入Na2CO3后,C消耗H+,c(H+)减小,促进水解正向进行,从而产生Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。3O3O23O方法归纳方法归纳 书写氧化还原反应的离子方程式时,应抓住“价态、守恒、环境”。命题归纳命题归纳 化学工艺流程题重点考查学生对每一步流程涉及哪些反应,杂质如何除去等问题的理解。此类题一般综合性较强,个别设问很难。20.2016苏州高三上期中调研,16(1)(2)(3)(8分)金属镁、铝的单质及其化合物在生活、生产中有着重要的作用。(1)海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中制取镁,某同学设计了如下流程:海水母液Mg(OH)2MgCl26H2OMgCl2Mg下列说法不正确的是 (填字母)。A.此法的优点之一是原料来源丰富B.制取镁时,也可用氢氧化镁直接加热后进行电解得到C.由于镁是很活泼的金属,因此常用电解法来制取镁D.以上制取镁的过程中只涉及分解反应、化合反应和置换反应三种反应类型步骤过程中需采取的措施是 。步骤中产生的沉淀要进行洗涤,实验室洗涤沉淀的操作方法是 。(2)镁铝合金放入足量的氢氧化钠溶液中会产生气泡,写出反应的离子方程式: 。(3)某种镁铝储氢合金的组成为Mg1.5Al4,其完全吸氢后组成变为Mg1.5Al4H15,与盐酸反应能释放出大量H2,写出Mg1.5Al4H15与盐酸反应的化学方程式: 。答案答案(1)BD边通氯化氢边加热加水浸没沉淀,让水自然流过过滤器,重复操作2 3次(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2(3)2Mg1.5Al4H15+30HCl3MgCl2+8AlCl3+30H22O解析解析(1)制取镁时,应用电解熔融氯化镁的方法,而氢氧化镁直接加热分解为氧化镁,氧化镁熔点较高,熔融时需要消耗较多能量,故B不正确;该流程中氢氧化镁和盐酸的反应属于复分解反应,一共涉及四种反应类型,故D不正确。对MgCl26H2O直接加热时,Mg2+会发生水解,从而得到氢氧化镁,为了抑制Mg2+水解,应在HCl气流中加热MgCl26H2O,使其失去结晶水。实验室中洗涤沉淀的方法是:加水至浸没沉淀,待水自然流过过滤器,重复操作23次。(2)镁铝合金中的铝单质与氢氧化钠溶液发生反应,其离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2。(3)Mg1.5Al4H15与盐酸反应,可看成镁、铝单质分别和盐酸反应,该储氢合金中吸收的氢转变成氢气释放出来,故反应的化学方程式为2Mg1.5Al4H15+30HCl3MgCl2+8AlCl3+30H2。2O命题归纳命题归纳 试题以“海水中提取镁”为背景,考查了Mg、Al及其化合物的性质与应用、化学反应原理及实验操作等,难度并不大。知识拓展知识拓展 根据金属活动性顺序,K、Ca、Na、Mg、Al采用电解法获得;Zn、Fe、Sn、Pb、Cu采用热还原法获得;Hg、Ag采用热分解法获得。