2020-2021高考化學(xué)鋁及其化合物推斷題綜合題及答案

1、2020-2021 高考化學(xué)鋁及其化合物推斷題綜合題及答案一、鋁及其化合物1.鋁、 鐵、 硅的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛應(yīng)用，工業(yè)上常用某礦石(主要成分有 AI2O3、Fe2O3、FeO、SiC2等)來制備綠磯(FeSO 7H2O)和氧化鋁，其工藝流程如圖：回答下列問題:(1) 濾渣 1 的成分是，舉例說明濾渣 2 的用途_。(2)_用離子方程式表示溶液 A 加入過量鐵粉的目的是 _ 。(3) 寫出由濾液 1 生成濾液 2 的離子方程式_。(4)過程 1、2、3 均涉及分離操作，所需玻璃儀器有。(5) 由溶液 B 得到綠磯的具體操作為 、過濾、洗滌和干燥。(6) 過程 3 需要加入的試劑

2、 A 是_，寫出此過程的離子方程式 ?！敬鸢浮縁e?O3、FeO 制備硅膠，作干燥劑將 Fe?+全部還原為 F0 AIO2-+4H+= AI3+2H2O漏斗、燒杯和玻璃棒蒸發(fā) 氨水 AI3+3NH3. H2O= AI(OH)3J+3NH4+【解析】【分析】AI2O3屬于兩性氧化物，F(xiàn)e2O3、FeO 都是堿性氧化物，Si6 屬于酸性氧化物，因此，礦石中 的 AI2O3和 SiO2能溶于氫氧化鈉溶液，F(xiàn)e2O3、FeO 溶于氫氧化鈉溶液，濾渣1 的成分是Fe2O3、FeO;濾液 1 中的溶質(zhì)有 NaAIQ 和 Na2SiC，加入過量鹽酸后，AIO2-轉(zhuǎn)化為 AP+,SiO32-轉(zhuǎn)化為 H2SiO

3、3的白色膠狀沉淀，濾液 2 的主要溶質(zhì)是 AIC3，濾渣 2 的成分是 HzSiQ, 可用于制備硅膠，作干燥劑；過程3 的作用是將溶液中的 Al3+轉(zhuǎn)化為 AI(OH)3沉淀，應(yīng)加入堿溶液；Fe2O3、FeO 都能溶于稀硫酸，分別得到Fe2(SQ)3和 FeSQ,溶液 A 的溶質(zhì)有Fe?(SC4)3和 FeSQ,加入過量鐵粉，將 Fe3+全部還原為 Fe2+,溶液 B 為 FeSQ。【詳解】(1)由分析可知濾渣 1 的成分是 FQO3、FeO;濾渣 2 的成分是 HzSiQ，可用于制備硅膠，作 干燥劑，故答案為：卩良 03、FeO；制備硅膠，作干燥劑；Fe2O3、FeO 都能溶于稀硫酸，分別得

4、到Fe2(SO4)3和 FeSO,溶液 A 的溶質(zhì)有 Fes(SO4)3和FeSO,加入過量鐵粉，將 Fe3+全部還原為 F0，反應(yīng)的離子方程式為：2 Fe3+Fe=3 Fg+, 故答案為：將Fe3+全部還原為 FW+；由濾液 1 生成濾液 2 的過程為 AIO2-轉(zhuǎn)化為 AI3+，離子方程式為：AIO2-+4H+= AI3+2H2O, 故答案為：AIO2-+4H+= AP+2H2O；(4) 過程 1、2、3 均涉及到的分離操作是過濾，所需玻璃儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒，故答 案為：漏斗、燒杯和玻璃棒；(5) 溶液 B 得到綠磯的具體操作為蒸發(fā)、過濾、洗滌和干燥，故答案為：蒸發(fā)；過程 3 的作用

5、是將溶液中的AI3+轉(zhuǎn)化為 AI(OH)3沉淀，應(yīng)加入堿溶液，由于AI(OH)3能溶于強(qiáng)堿溶液，但不能溶于氨水，所以試劑A 是氨水，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：AI3+3NH3. H20= AI(OH)SJ +3NH4+，故答案為：氨水； AI3+3NH3.我 0= AI(0H)3J+3NH4+。2.工業(yè)上的許多反應(yīng)工藝來源于實(shí)驗(yàn)室里的簡單操作，比如用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧(2)沉淀 C 的化學(xué)式，顏色為，寫出它的一種用途 。(3)_ 操作 I、操作 II、操作 III 的名稱為 _，這個(gè)過程用到的玻璃儀器有燒杯、 _。(4)整個(gè)生產(chǎn)過程中，除可以循環(huán)使用的物質(zhì)有(寫出 3 種，填化學(xué)式)，用

6、此法制取鋁的副產(chǎn)品是(寫出 2 種，填化學(xué)式)。(5) 氧化鋁熔點(diǎn)高，氯化鋁熔點(diǎn)低，工業(yè)上為什么不用熔點(diǎn)較低的氯化鋁而用熔點(diǎn)更高的氧化鋁為原料電解制鋁?【答案】Al203+2Na0H 2NaAI02+H20 Fe203紅棕色 作顏料(或煉鐵)過濾 漏斗、玻璃棒 NaOH、CaO CQ FQO3、02氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以分子形式 存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此電 解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁【解析】【分析】鋁土礦中含有氧化鋁和氧化鐵，向鋁土礦中加入NaOH 溶液，發(fā)生反應(yīng) AI2O3+2OH- 2AIO2-+H20，氧化鐵不溶，然后過濾，得

7、到溶液 B 為 NaOH、NaAIO2混合溶液，沉淀 C 為 FezOs； 向溶液 B 中通入 CQ,發(fā)生反應(yīng) 2AIO2-+CQ+3H2O=2AI(OH)3J+C02-、20H-+C02=C0b2-+H20, 然后過濾得到沉淀 AI(0H)3和 Na2C03溶液，向溶液中加入 CaO,發(fā)生反應(yīng)Na2CQ+Ca0+H20 2Na0H+CaC0J,然后過濾，將 NaOH 循環(huán)利用；將 AI(0H)3加熱得到 AI203，電解熔融 AI203得到 AI，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1) 根據(jù)上面的分析，鋁土礦中加入NaOH 溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 AI203+2Na

8、0H 2NaAI02+H20，故答案為： AI203+2Na0H 2NaAI02+H20；(2) 根據(jù)上述分析，沉淀 C 為 Fe203，氧化鐵為紅棕色粉末，俗稱鐵紅，除了用于金屬冶煉以外，還可用作顔料，故答案為：Fe203；紅棕色、作顏料(或煉鐵)；(3) 實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離采用過濾法，操作I、操作n和操作川都是過濾操作，過濾時(shí)需 要制作過濾(1)寫出鋁土礦中加入Na0H 溶液的反應(yīng)方程式化鐵)制取鋁的請回答下列問題:器的漏斗、固定儀器的鐵架臺、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，故答案為：過濾；漏斗、玻璃棒；(4) 煅燒碳酸鈣得到 CaO 和 CQ, B 生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳

9、酸鈣需要CaO,所以 CaO 和 CO2能循環(huán)利用，溶液 E 中的氫氧化鈉也能循環(huán)利用；根據(jù)流程圖和上 述分析，操作I所得的 FegO3和電解熔融 AI2O3得到的 02為副產(chǎn)品，故答案為：NaOH、CaO 和 CO2; Fe2O3和 O2；(5) 氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以分子形式存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化 鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此盡管氧化鋁熔點(diǎn)高，氯化鋁熔點(diǎn)低，工業(yè) 上電解鋁時(shí)選用氧化鋁而不用氯化鋁，故答案為：氯化鋁是共價(jià)化合物，在熔融狀態(tài)下以 分子形式存在，不能導(dǎo)電，不能用于電解。氧化鋁是離子化合物，熔融時(shí)能夠電離而導(dǎo)電，因此電解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁。

10、3.從鋁土礦(主要成分是 Al2O3，含 SiO2、FaQ、MgO 等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝 流程如下：加過請回答下列問題:(1)_ 固體 A 的主要成分是(寫名稱).(2)_ 鋁土礦與過量燒堿反應(yīng)的離子方程式為_、_.(3)_ 電解熔融氧化鋁可制得兩種單質(zhì)，寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式 _.(4) 指出流程乙的一個(gè)缺點(diǎn)是 _ .(5)氧化鋁與焦炭的混合物在氮?dú)庵懈邷丶訜岱磻?yīng)，制得新型非金屬材料AIN 與一種中學(xué)常見氣體 X.已知每轉(zhuǎn)移 6.02X1023個(gè)電子，有 0.5mol 化合物 X 生成，此反應(yīng)的化學(xué)方程 式.2【答案】 二氧化硅 Al 2Q+2OH=2AIO2_+ H2O SQ2+2

11、OH =SiO3+H2O 2Al 2Q=4AI+ 3O2f氧化rnJlIM鋁中含有二氧化硅雜質(zhì)AI2O+N2+3C2AlN+3CO.【解析】流程甲：鋁土礦中加入過量的稀鹽酸，SiO2與鹽酸不反應(yīng)，AI2Q、FezQ、MgO 勻可與鹽酸反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物，反應(yīng)方程式為Al2O3+ 6H+=2AI3+ 3H2O ； Fe2O3+ 6H+=2Fe3+ 3H2O； MgO + 2H+=Mg2+ 出 0;反應(yīng)液中加入過量燒堿，AI3+變?yōu)?AIO2，Mg、Fe3+變?yōu)?Mg (OH2和 Fe (OH3沉淀，過濾后，濾液中通入足量的二氧化碳?xì)怏w，生成了 Al ( OH)3沉淀；反應(yīng)方程式為 AI02+

12、CO2+ 2H2O= Al ( OH )3HCO3。 流程乙：囲休A恤人過鋁土礦中加入過量的氫氧化鈉溶液，F(xiàn)e2O3、MgO 與氫氧化鈉不反應(yīng)，SiO2、AI2O3均與強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化碳，反應(yīng)生成 了 Al( OH)3沉淀和硅酸。(1 )綜上所述，固體 A 的主要成分是二氧化硅；正確答案：二氧化硅。(2) 鋁土礦中 Al 2Q、SiQ 均與強(qiáng)堿反應(yīng)，生成偏鋁酸鹽和硅酸鹽，反應(yīng)的離子方程式分別為：Al2Q+2OH=2 AIO2一+ H2O、SQ2+2OH =SiO3“+HO;正確答案：Al2O3+2OH-=2AI02+ H2O、SiO2+2OH-=SiO

13、32+H2O。(3)電解熔融氧化鋁可制得金屬鋁和氧氣，反應(yīng)化學(xué)方程式2Al2C3=4Al+ 3O2T ;正確答 案：2Al2Q=4AI+ 3O2T0(4) SQ2、AI2Q 均與強(qiáng)堿反應(yīng)生成硅酸鈉和偏鋁酸鈉，過濾，濾液中通入足量的二氧化 碳，反應(yīng)生成了 Al ( OH )3沉淀和硅酸，加熱后，得到氧化鋁和二氧化硅，即氧化鋁中含 有二氧化硅雜質(zhì)；正確答案：氧化鋁中含有二氧化硅雜質(zhì)。(5)氧化鋁與焦炭的混合物在氮?dú)庵懈邷丶訜岱磻?yīng)，制得新型非金屬材料AIN 與一種中學(xué)常見氣體 X，根據(jù)元素守恒可以知道 X 中應(yīng)含有氧元素和碳元素，已知每轉(zhuǎn)移6.02X1023個(gè)電子即 1mol 電子，有 0.5mol

14、 化合物 X 生成，由電子轉(zhuǎn)移守恒，可得在 X 中 C 的化合價(jià)1 itiol為 -=2 ,所以 X 是CO,所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(J.omolfiniiinL-亠亠rnjiJiiiAI2O+M+3C2AIN+3CO 正確答案：Al2C3+N2+3C2AIN+3CO點(diǎn)睛：二氧化硅為酸性氧化物，與強(qiáng)堿反應(yīng)，不與強(qiáng)酸反應(yīng)；氧化鋁為兩性氧化物，既能 與強(qiáng)酸，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；氧化鐵、氧化鎂屬于堿性氧化物，只能與強(qiáng)酸反應(yīng)，不與強(qiáng)堿 反應(yīng)。4.某混合溶液中可能大量含有的離子如下表所示:陽離子H+ K+ AI3+ NH4+、Mg2+陰離子C、0H、CQ2-、AIO2-為探究其成分，某同學(xué)將 Na2O2逐

15、漸加入到上述混合溶液中并微熱，產(chǎn)生沉淀和氣體的物 質(zhì)的量與加入 Na2O2的物質(zhì)的量的關(guān)系分別如圖所示。(1)_ 該溶液中一定含有的陽離子是 _，其對應(yīng)物質(zhì)的量濃度之比為 _，溶液中一定不存在的陰離子是 _ 。(2) 寫出沉淀減少的離子方程式 _ ?！敬鸢浮縃、Al3、NH4+、Mg22:2:2:3 OH、CO32-、AlO2-Al(OH)3+OH= AlO2-+2H2O【解析】【分析】(1)根據(jù)生成的沉淀總物質(zhì)的量最大量為 5mol 、最終得到3mol 可知，最終得到的沉淀為3mol 氫氧化鎂沉淀，溶解的 2mol 沉淀為氫氧化鋁；根據(jù)氣體的物質(zhì)的量最后有增加可 知，增加的氣體為氨氣， 溶液

16、中一定存在銨離子； 根據(jù)開始加入過氧化鈉時(shí)沒有沉淀生 成， 說明原溶液中存在氫離子，根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出氫離子的物質(zhì)的量；(2)沉淀中氫氧化鋁沉淀能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而導(dǎo)致沉淀減少，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方 程式?！驹斀狻?1) 根據(jù)圖象中沉淀先增加后部分溶解可知：溶液中一定含有：Mg2+和 Al3+，所以一定不含COB2-、AIO2-，并且含有鎂離子的物質(zhì)的量為3mol，氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀一共是5mol，根據(jù)元素守恒，所以含有鋁離子的物質(zhì)的量2mol ；加入 8mol 過氧化鈉會生成 4mol氧氣，而圖象中生成了 6mol 氣體，說明生成的氣體除了過氧化鈉和溶液反應(yīng)生成的氧氣 之外，還一定有

17、 2mol 其他氣體生成，而只能是氨氣，所以一定含有 2mol 銨根離子，所以 一定不含有氫氧根離子；圖象中加入過氧化鈉的物質(zhì)的量在0amol 之間時(shí)，沒有沉淀生成，所以溶液中含有 H+,由于加入 8mol 過氧化鈉時(shí)生成的沉淀達(dá)到最大量5mol, 8mol 過氧化鈉會生成 16mol 氫氧化鈉，而生成 2mol 氫氧化鋁、 3mol 氫氧化鎂、 2mol 氨氣消耗的 氫氧化鈉為： 2molx3+3molx2+2mol=14mo,所以有 2mol 氫氧化鈉與氫離子反應(yīng)， 氫離子 的物質(zhì)的量為 2mol ;并且物質(zhì)的量為 2mol，溶液中一定還含有陰離子，可能為氯離子， 鉀離子不能確定是否存在，

18、根據(jù)電荷守恒：n(H+)+3n(AI3+)+n(NH4+)+2n(Mg2+) 16mol 所以溶液中一定存在的陽離子為：H+、Al3+、NH4+、Mg2+；含有的陽離子的物質(zhì)的量之比為：n(H+)： n(Al3+)： n(NH4+)： n(Mg2+)=2： 2： 2： 3；溶液中一定不存在的陰離子為： OH-、 CO32-、 AlO2-；(2) 生成的沉淀為氫氧化鎂和氫氧化鋁， 其中氫氧化鋁能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)， 反應(yīng)的離 子方程式為：Al(OH)3+OH-AIQ-+2H2O。5鈉、鋁和鐵是三種重要的金屬。請回答：(1) 請畫出鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖 _，根據(jù)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖可得出鈉的哪些性質(zhì)

19、？(寫出一條 )_ 。(2) 這三種金屬的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是 _ 。(3) 小塊金屬鈉投入水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _ ；可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 _(填字母 )。a鈉沉到水底b.鈉熔成小球 c 小球四處游動 d水變紅色(4) 鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為 _。Na Al Fe 2Na + 2HO=2NaOH + Hd be 2AI(1) 鈉原子核外有 11 電子；最外層小于 4 個(gè)電子的原子易失去電子；(2) 結(jié)合金屬活動順序表判斷；(3) Na 的密度小于水，鈉的熔點(diǎn)較低，鈉和水反應(yīng)生成NaOH 和氫氣同時(shí)放出大量熱，鈉受力不均導(dǎo)致四處游動；(4)AI 溶于稀硫酸生成硫酸鋁和氫氣。

20、【詳解】(1)鈉原子核外有 11 電子，則鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖是失電子，具有強(qiáng)還原性；由金屬活動順序可知，Na、Al、Fe 的金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)?Na Al Fe;(3)Na 的密度小于水，所以鈉會浮在水面上，鈉的熔點(diǎn)較低，鈉和水反應(yīng)生成NaOH 和氫氣同時(shí)放出大量熱使鈉熔融發(fā)出嘶嘶的響聲，鈉受力不均導(dǎo)致四處游動，生成NaOH 導(dǎo)致溶液呈堿性，但是水中沒有滴加酚酞，則溶液不變色，故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na +2H2O=2NaOH + H2f,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是 be ；(4)AI 溶于稀硫酸生成硫酸鋁和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2AI +6H+=2AI3+ 3H2f。6.粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的工業(yè)

21、固體廢料，主要成分有AI2O3、SiO2，還含有少量 F03、CaO等。采用酸堿聯(lián)合的方法從粉煤灰中綜合回收氧化鋁及二氧化硅的工藝流程如下：硫酸熟化過程中發(fā)生的反應(yīng)有：Al2O3?2SiO +3H2SO4=AI(SO4)3+2SiQ +3H2O3Al2O3?2SiO +9H2SO=3Al2(SO4)3+ 2SiQ +9H2O(1) 結(jié)晶”操作：緩緩加熱，濃縮至 _ ，放置冷卻，得到 Al2(SO4)3?18HO。(2) Al2(SQ)3?18HO 在 250 300C下失重 40.5%得 Al2(SQ)?xHO, x=_?！痉治觥? 個(gè)電子，易(3) 還原焙燒”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _

22、 。(4) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)粗氧化鋁中是否含有F02O3：_。(5) 向硅酸鈉溶液中通入過量 CO2制備白炭黑的化學(xué)方程式為 _。粗氧化鋁制備冶金級氧化鋁過程中發(fā)生反應(yīng)AI(0H)4-+CO2=AI(0H)3J+ HCO-，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 _已知 AI(OH)3+H2O? AI(OH)4-+H+K =4XT03； H2CO3? H2O +CQK2=600 ； Kai(H2CC3) =4.2 710K92(H2CO3) =5.6XT焙燒【答案】表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜 3 2A2(SO4)3+3C2AI2O3+3COH +6SOf取粗氧化鋁少許于試管中加稀硫酸溶解，靜置，滴加KSCN 溶液，若溶液變紅，

23、則粗氧化鋁中含有FQ2O3雜質(zhì) Na2SiO3+2CO2+( n+1)H2O=2NaHCO3+SiO2? nH2Oj1.75X103【解析】【分析】粉煤灰主要成分有 AI2O3、SiO2，還含有少量 F02O3、CaO 等，加入濃硫酸反應(yīng)生成硫酸 鋁，水浸主要得到 SiQ 高硅渣，濾液經(jīng)過結(jié)晶脫水得到硫酸鋁，硫酸鋁與焦炭反應(yīng)生成粗 氧化鋁，驗(yàn)證粗氧化鋁是否含有氧化鐵，先將物質(zhì)溶于稀硫酸后加KSCN 溶液，觀察現(xiàn)象；向硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉和白炭黑SiQ ?nHO。【詳解】(1)結(jié)晶”操作：緩緩加熱，濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜，放置冷卻，得到Al2(SQ)3?18HO;故答案為

24、：表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜。假設(shè) 100gAl2(SO)3?18H2O 在 250 300C下失重 40.5%，剩余 100gX(1-40.5%)=59.5g666342+18x辱。陽 0,100g =-5 化，解得x=3；故答案為：3。(3)根據(jù)還原焙燒”產(chǎn)物之一經(jīng)過煙氣制酸，硫酸鋁和碳還原焙燒”生成氧化鋁、二氧化碳焙燒和二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2(SO4)3+3C2AbO3+3CQf+6SOf;故答案焙燒為：2Al2(SO4)3+3C2AI2O3+ 3CQf+ 6SQf。實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)粗氧化鋁中是否含有Fe2O3,將粗品溶于稀硫酸中，禾 U 用生成的鐵離子與KSCN溶液反應(yīng)是否有紅色物質(zhì)生

25、成；故答案為：取粗氧化鋁少許于試管中加稀硫酸溶解，靜置，滴加 KSCN 溶液，若溶液變紅，則粗氧化鋁中含有Fe2O3雜質(zhì)。(5)向硅酸鈉溶液中通入過量 CO2生成碳酸氫鈉和白炭黑 SiO2?nHO,其化學(xué)方程式為Na2SiO3+2CQ+(n+1)H2O=2NaHCQ+SiO2?nHOj；故答案為： Na2SiO3+2CO2+(n+1)H2O =2NaHCQ+SiQ?nHOj。AI(OH)3+H2O? AI(OH)4+H+, HzCQ? H2O +CQ, H2CO3? HCOT +H+，根據(jù)蓋 斯定律-得到AI(OH)4+CO2=AI(OH)3j+ HCO，方程式相減，平衡常數(shù)相除，因?yàn)椋?.7

26、5X他此AI(OH)4+CQ =AI(OH)3J+ HCO平衡常數(shù)為K4.2 10134 10136003= 1.75 107.某混合物漿液含有 AI(0H)3、MnO2和少量 Na2CrO4.考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(見圖)，使?jié){液分離成固體混 合物和含鉻元素溶液，并回收利用。回答I和n中的問題。I固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明)(1)_C-AI 的制備方法稱為電解法，請寫出陽極反應(yīng)方程式 _.(2)該小組探究反應(yīng) 發(fā)生的條件.D 與濃鹽酸混合，不加熱無變化；加熱有CI2生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余

27、，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生CI2.由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號)_。2-A.溫度B.溶液的 pH 值 C C和SO4-的濃度(3)_ 固體 D是堿性鋅錳電池的正極，請寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)方程式 _。(4)_0.2molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成 CO 和 TiCM (熔點(diǎn)-25C,沸點(diǎn) 136. 4C)放熱 8.56kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 _ .n.含鉻元素溶液的分離和利用(5)用惰性電極電解時(shí)，_ CrO4能從漿液中分離出來的原因是,分離后得到的含鉻元素的粒子有CrO4和CrO2，原因是_(用離子反應(yīng)方程式表示)，陰極室生成的物質(zhì)為(寫化學(xué)式)；【答案】2O2-4e

28、=O2ABZn-292OH-=Zn(OH)22C2( g) +TiO2(s) +2C ( s)=TiCk(l)+2CO (g) H=- 85.6kJ?mo在直流電場作用下 CrO4通過陰離子交換膜向陽極室移動，從而脫離漿液；2CrO4+2H+?CrO；+H2O；NaOH 和 H2【解析】【分析】(1 )固體混合物含有 Al ( OH)3、MnO2，加入 NaOH 溶液，過濾，可得到濾液A 為NaAIO2,通入二氧化碳，生成B 為 Al (OH)3，固體 C 為 AI2O3，電解熔融的氧化鋁可得到Al；固體 D 為 MnO2,加熱條件下與濃鹽酸反應(yīng)可生成氯氣；+陽唐子曲陰離子頤固悻混合物分離利用

29、的汝程圖固詬物(2 )題中涉及因素有溫度和濃度；(3)固體D為MnO2,是堿性鋅錳電池的正極，該電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH ；(4) 0.2moICl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成 CO 和 TiCl4(熔點(diǎn)-25C,沸點(diǎn) 136. 4C)放熱 8.56kJ,則 2mol 氯氣反應(yīng)放出的熱量為 2 十 0.2X8.56kJ=85,6kJ 質(zhì)量守恒可知還原性氣體 為 CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C2(g) +TiO2(s) +2C (s) TiCk(I) +2CO (g)，以此可計(jì)算反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式；n.(5)電解時(shí)，CrO42通過陰

30、離子交換膜向陽極移動，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和 NaOH,由此解答。【詳解】1.(1) 3Al 的制備方法稱為電解法，固體C 為 ASO3,電解熔融的氧化鋁可得到Al，陽極反應(yīng)方程式 2O2-4e-=O2；(2 )反應(yīng)涉及的條件為加熱，加熱下可反應(yīng)，另外加熱硫酸，氫離子濃度變化，可知影響 的因素為溫度和氫離子濃度，故選：AB;(3) 固體 D 為 MnO2,是堿性鋅錳電池的正極，該電池的負(fù)極是鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)， 反應(yīng)方程式Zn-2e-+2OH-=Zn(OH 衛(wèi)；(4)0.2molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成 CO 和 TiCM (熔點(diǎn)-25C,沸點(diǎn) 136. 4C)放熱 8.56

31、kJ,則 2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為 2 十 0.2X8.56kJ=85,所以熱化學(xué)方程式為2C2(g) +TiO2(s) +2C (s) TiCl4(l) +2CO ( g) AH=-85.6kJ mo1;n.(5)電解時(shí)，CrO42通過陰離子交換膜向陽極移動，從而從漿液中分離出來，因存在 2CrO42一+2=Cr2O72+H2O,則分離后含鉻元素的粒子是CrO42、Cr2O72，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和 NaOH?！军c(diǎn)睛】考查物質(zhì)的制備、分離以及電解知識，解題關(guān)鍵：注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，能正確分析試驗(yàn) 流程，把握電解的原理，難點(diǎn)(5)在直流電場作用下，CrO42通過陰離子交換膜向陽極室移

32、動，脫離漿液，要求學(xué)生具有一定的分析能力。&我國某地粉煤灰中主要含有AI2O3,除此之外還含有 Ga2O3及少量 Fe2O3、CaO MgO 和SiC2等物質(zhì)。已知從粉煤灰中回收鋁并提取鎵的工藝流程如下所示：回答下列問題：(1 )焙燒前，應(yīng)將粉煤灰與純堿粉末充分混合，其原因是 _；混合焙燒時(shí)，AI2O3、Ga2O3均發(fā)生類似于 SiO2的反應(yīng)，試寫出 Ga2O3在此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：(2)_濾渣的成分是;含鋁混合液中除了大量 A13之外， 還有Fe3+和少量Mg2+,由混合液制取純凈 Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)方案是 _ 。(3)洗脫液中往往還有少量Fe3+,需要進(jìn)一步分離。若使F

33、e3+恰好完全沉淀c(Fg+)= lX-|05mol 時(shí)，Ga3濃度至少為 _moll 才會開始沉淀。(已知：Niro!常鋁混舍液洗監(jiān)搜一Ksp Ga(OH)3=1.4 10-34, Ksp Fe(OH)3=4.0 10-38。)(4) 電解過程中，Ga+與 NaOH 溶液反應(yīng)生成 GaO-, GaQ-在陰極放電，則電解方程式為_ ;電解過程中需要保持溶液為pH=11 以上的原因是。焙燒【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率GsbO3+Na2CC32NaGaO2+CQfH2SiQ 或 H4SiO4向混合液中加入過量 NaOH,過濾，向?yàn)V液中通入足量CC2,再過濾通電3.5x1mol/L4

34、GaO2+2H2O = 4Ga+3O2+4OH-抑制GaO2水解，并阻止 H+在陰極放電降低電解效率【解析】【分析】混合焙燒時(shí)，AI2O3、Ga2O3、SiQ 與 Na2CC3反應(yīng)，生成可溶性鹽 NaAIC2、NaGaQ、Na2SiO3, CaO MgO、F03不發(fā)生反應(yīng)；將固體溶解，MgO、F03不溶于水，CaO 溶于水生成 Ca(OHR,溶液中溶質(zhì)為 Ca(OHp、NaAIO2、NaGaO2、NazSiOs、NazCOs；加入鹽酸 后，溶液中溶質(zhì)為 FeC3、MgCl2、CaC2、AIC3、GaC3、NaCI，生成的硅酸不溶，濾渣為H2SiO3或 H4SiO4，然后將濾液進(jìn)行樹脂吸附，得到

35、含鋁混合液和洗脫液，然后將洗脫液中的 Fe3+除去，最終通過電解GaO2制備 Gao【詳解】(1 )將粉煤灰與純堿粉末充分混合，可以增大反應(yīng)物接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；SiO2與 Na2CO3固體在加熱條件下能夠生成Na2SiQ、CO2,因此 Ga2O3在此過程中發(fā)生反應(yīng)的化焙燒學(xué)方程式為：Ga2O3+Na2CCfe2NaGaO2+CC2T；(2)由上述分析可知，濾渣為： H2SiO3或 H4SiO4； AI(OH)3為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿溶液，而 Fe(OH、Mg(OH)2不溶于強(qiáng)堿溶液，因此可將AI 元素轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽，然后通入CQ 制取純凈的 AI(OH)3,實(shí)驗(yàn)方案為：向混合液中

36、加入過量NaOH,過濾，向?yàn)V液中通入足量 CQ,再過濾；若此時(shí) Ga3*恰好開始沉淀，則10(4)電解過程中，GaO2中 Ga 元素從+3 價(jià)降低至 0 價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)生成 Ga,陽極為通電水失去電子生成氧氣，電解總反應(yīng)為：4GaO2+2H2O = 4Ga+3O2+4OH-；GaO?屬于弱酸陰離子，能夠發(fā)生水解生成Ga(OH)3，會降低產(chǎn)率，若溶液酸度過高，則溶液中H+可能會發(fā)生還原反應(yīng)生成出，會降低陰極電解效率。9.以高硫鋁土礦(主要成分為 AbO3、Fe2O3、SiO2,少量 Fe9 和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)(3)當(dāng) c(Fe3+)恰好為 Ix-I0nol 時(shí)，c OHFe OHc F

37、e3moI/L,c Ga3KspGa OHc3OH1.4 10344 1038moI/L=3.5210 moI/L.；AI(OH)3并獲得 Fe3O4的部分工藝流程如圖：已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600C焙燒后礦粉中硫兀素總質(zhì)量焙燒前礦粉中硫元素總質(zhì)量1500C焙燒(不添加 CaO 的礦粉)時(shí)，去除的硫元素主要來源于 _。2700C焙燒時(shí)，添加 1%CaO 的礦粉硫去除率比不添加CaO 的礦粉硫去除率低的主要原因是。(3)_向含大量 AIO2-的濾液中通入過量 CQ， 得到 AI(OH)3白色沉淀， 發(fā)生該反應(yīng)的離子方 程式為_ 。(4) FeS與濾渣中 Fe2O3在缺氧條件下焙燒生

38、成 FesO4和 SQ,理論上 1moIFeS2完全參與 反應(yīng)生成的 Fe3O4的物質(zhì)的量為 _ mol?！敬鸢浮縉aOH 溶液、Na2SC3溶液 FeS 硫元素轉(zhuǎn)化為 CaSQ 而留在礦粉中AIO2-+CC2+2H2O=AI(OH)3J+HCO-11【解析】【分析】高硫鋁土礦生產(chǎn) AI(OH)3并獲得 Fe3O4，由流程可知，礦粉中通入空氣、加入氧化鈣焙燒， 其中氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，加入氫氧化鈉溶 液堿浸其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，過濾得到濾液為偏鋁酸鈉溶液，焙燒時(shí)Fe2O3與 FeS 混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和 SQ,濾液與足量二氧化

39、碳反應(yīng)生成氫氧化鋁，以此來解答?！驹斀狻?1) 吸收過量 SO2可以用 NaOH 溶液或 Na2SO3溶液；(2) 不添加 CaO 的礦粉中 S 元素來源是 FeS 和金屬硫酸鹽，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于 600C,所以可判斷焙燒過程中S 元素主要來源是 Fe$；700C焙燒時(shí)，添加 1%CaO 的礦粉硫去除率比不添加CaO 的礦粉硫去除率低，考慮加入空氣、少璉CJIO礦粉一-焙燒過濾(1)焙燒過程均會產(chǎn)生濾繼$0SC2,用于吸收 SO2的試劑可以是 _(2)添加 1%CaO 和不添加 CaO 的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。硫去除率=(1-)x100%*焙燒磴選.-*迷4

40、1堅(jiān)CaO 可能使 S 轉(zhuǎn)化為 CaSQ，形成的硫酸鹽分解溫度較高，所以會導(dǎo)致S 的脫除率降低;向含 AIO2-的濾液中通入過量 CO2,得到 AI(OH)3和 HCQ-，離子方程式為 AIQ-+CQ+2H2O=AI(OH)3J+HCO-(4)FeS2與濾渣中 Fe2O3在缺氧條件下焙燒生成Fe3Q 和 SO2,設(shè)有 xmolFe2O3和 ymolFeS 完88x全參加反應(yīng)，根據(jù)電子得失守恒：2xx(3 )= 2yX5yX(?-2)，解得一=16,所以理論33y上完全反應(yīng)消耗的 n(FeSo： n(Fe2O3)= 1: 16，若 1molFeS2完全參與反應(yīng)，消耗n(F&Q)=16mol，根據(jù)鐵元素守恒，生成的FesO4的物質(zhì)的量為 11mol?！军c(diǎn)睛】本題計(jì)算時(shí)注意跟據(jù)得失電子守恒計(jì)算出n(FeS): n(Fe2O3)，根據(jù)元素守恒得出生成的Fe3O4的物質(zhì)的量。(1)_寫出反應(yīng) 1 中涉及的任意一個(gè)化學(xué)方程式_ ；(2)_濾液I中加入 Ca