高考化學(xué)壓軸題專題鋁及其化合物推斷題的經(jīng)典綜合題附答案解析

1、高考化學(xué)壓軸題專題鋁及其化合物推斷題的經(jīng)典綜合題附答案解析一、鋁及其化合物1.由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除 去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁。工藝流程如下：(注:NaCl熔點為801 C； AlCh在181c升華)(1)工業(yè)上電解法獲得金屬鋁的過程中，須在氧化鋁中加入 ,其目的是(2)精煉前，需清除增期內(nèi)的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，鋁與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。(3)將C2連續(xù)通入粗鋁熔體中，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的成分有 ;固態(tài)雜質(zhì)粘 附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中的物質(zhì)有 。(4)在用廢堿液

2、處理 A時，寫出主要反應(yīng)的離子方程式 。(5)鍍鋁電解池中，以鋼材鍍件和鋁為電極，熔融鹽做電解液。則金屬鋁為 極。電鍍選擇在170c下進(jìn)行的原因是 。采用的加熱方式最好是 。(填字 母選項)A水浴b油浴c直接強(qiáng)熱快速升溫至 170 c(6)鋼材表面鍍鋁之后，能有效防止鋼材腐蝕，其原因是 。_,高溫【答案】冰晶石或 Na3AlF6降低氧化鋁熔融所需的溫度2A1+F&O3-2Al2O3+2Fe C2、HC1 和 A1C13 NaCl C2+2OH-=C-+ClO+H2O H+OH-=H2O 陽極，防止氯化鋁升華損失b鋁在鋼材表面形成致密的氧化鋁膜，保護(hù)了內(nèi)層金屬【解析】【分析】(1)根據(jù)氧化鋁的熔

3、點高，為降低其熔點，常加入冰晶石； (2)氧化鐵和鋁在高溫的條件下生成氧化鋁和鐵；(3)粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，以及 NaCl熔點為801C； AlCl3在181c升華，在結(jié)合物質(zhì)之間的 反應(yīng)來分析；(4)酸性氣體能和強(qiáng)堿反應(yīng)，用燒堿來處理尾氣；(5)電鍍池中鍍件金屬作陽極，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)氯化鋁在在181c升華；根據(jù)水浴的最高溫度為100C,油浴的溫度大于100C,且受熱均勻；(6)根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來回答。【詳解】氧化鋁的熔點高，為降低其熔點，常加入冰晶石；(2)氧化鐵和鋁在高溫的條件下生成氧化鋁和鐵:(2)氧化

4、鐵和鋁在高溫的條件下生成氧化鋁和鐵:Wj溫2Al + Fe2O3- 2Al2O3+2Fe；(3)粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，其中氯化鈉熔點為801 C,較高，是固態(tài)雜質(zhì)隨氣泡上浮，氣泡的主要成分有CE、HCl、AlC3;(4)A中有氯氣以及氯化氫，均能和燒堿反應(yīng)，用于尾氣處理，實質(zhì)為:Cl2+2OH-=C-+Cl。+H2O, H+OH=H2O;(5)電鍍池中鍍件金屬鋁作陽極，金屬鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；氯化鋁在在181c升華，所以電鍍選擇在170 c下進(jìn)行；水浴的最高溫度為100C,油浴的溫度大于100 C ,且受熱均勻，所以

5、控制溫度在170c下進(jìn)行的方式最好是油浴，故選：b;(6)鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護(hù)作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CQ和H2O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生。2.工業(yè)上的許多反應(yīng)工藝來源于實驗室里的簡單操作，比如用鋁土礦(成分為氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的過程如圖：請回答下列問題：(1)寫出鋁土礦中加入 NaOH溶液的反應(yīng)方程式 。(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,這個過程用到的玻璃儀器有燒杯、。(4)整個生產(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)，用此法制取鋁的副產(chǎn)品是(寫出2種，填化學(xué)式)

6、。(5)氧化鋁熔點高，氯化鋁熔點低，工業(yè)上為什么不用熔點較低的氯化鋁而用熔點更高的 氧化鋁為原料電解制鋁？。【答案】Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O Fe2O3紅棕色 作顏料(或煉鐵)過濾 漏斗、玻璃棒 NaOH、CaQ CO2 Fe2O3、O2氯化鋁是共價化合物，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，熔融時能夠電離而導(dǎo)電，因此電 解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁【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)Al2O3+2OH- 2AlO2- +H2O,氧化鐵不溶，然后過濾，得到溶液 B為NaOH、NaAlO2混合溶液，沉淀

7、C為Fe2O3； 向溶液 B 中通入 CQ,發(fā)生反應(yīng) 2AlO2-+CO+3H2O=2Al(OH)3 J +CO2-、2OH-+CO2=CQ32+H2Q, 然后過濾得到沉淀 Al(OH)3和Na2CQ3溶液，向溶液中加入 CaO,發(fā)生反應(yīng)Na2CC3+CaO+h2O- 2NaOH+CaCO J ,然后過濾，將 NaOH循環(huán)利用；將 Al(OH)3加熱得到 A12O3,電解熔融Al2O3得到Al,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 Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2。，故答案為： Al2O3+2Na

8、OH 2NaAlO2+H2。;(2)根據(jù)上述分析，沉淀 C為Fe2O3,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1g料，故答案為：F&O3；紅棕色、作顏料(或煉鐵)；(3)實現(xiàn)固體和液體的分離采用過濾法，操作I、操作n和操作出都是過濾操作，過濾時需 要制作過濾器的漏斗、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)煨燒碳酸鈣得到CaO和CQ, B生成沉淀需要二氧化碳、碳酸鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈣需要CaO,所以CaO和CQ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 F&O3和電解熔融 Al2O3得到的O

9、2為副產(chǎn)品，故答案為：NaOH、CaO和 CQ; F&O3 和 O2；(5)氯化鋁是共價化合物，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，熔融時能夠電離而導(dǎo)電，因此盡管氧化鋁熔點高，氯化鋁熔點低，工業(yè) 上電解鋁時選用氧化鋁而不用氯化鋁，故答案為：氯化鋁是共價化合物，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，熔融時能夠電離而導(dǎo) 電，因此電解鋁用氧化鋁而不用氯化鋁。3.回答下列問題：(1)鋰和鎂在元素周期表中有特殊“對角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)相似。下列有關(guān)鋰及其化 合物的敘述正確的是。A L2SQ難溶于水BLi與N2反應(yīng)產(chǎn)物是Li3NC

10、 LiOH易溶于水D LiOH與L2CQ受熱都難分解(2)與鋁位于對角線位置的第二周期元素是 ,能區(qū)別Be (OH) 2和Mg (OH) 2 的一種試劑是 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(3)門捷列夫在研究元素周期表時，科學(xué)地預(yù)言了11種尚未發(fā)現(xiàn)的元素，為它們在周期表中留下空位。例如，他預(yù)測在鋁的下方有一個與鋁類似的元素“類鋁”，后來被法國化 學(xué)家于1875年發(fā)現(xiàn)，命名為錢。錢的元素符號是 ,它在周期表中的位置是(4)關(guān)于與錢同主族的第 6周期元素性質(zhì)的推測中不正確的是 。A單質(zhì)是銀白色較軟的金屬B其氫氧化物是兩性氫氧化物C在化合物中顯+ 3價D單質(zhì)與鹽酸的反應(yīng)比鋁劇烈【答案】B 皺(Be) NaO

11、H溶液 Be (OH) 2 +2NaOH=Na2BeO2+2H2O Ga 第四周期 mA族 b【解析】【分析】【詳解】(1)A.鋰和鎂在元素周期表中有特殊“對角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)非常相似，硫酸鎂易溶 于水，所以硫酸鋰易溶于水，故 A錯誤；B.鋰和鎂在元素周期表中有特殊“對角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)非常相似，鎂和氮氣反應(yīng)生 成氮化鎂，所以鋰和氮氣反應(yīng)生成Li3N,故B正確；C.氫氧化鎂難溶于水，所以氫氧化鋰屬于難溶物質(zhì)，故C錯誤；D.鋰和鎂在元素周期表中有特殊“對角線”關(guān)系，它們的性質(zhì)非常相似，氫氧化鎂和碳酸鎂受熱易分解，則氫氧化鋰和碳酸鋰受熱也易分解，故 D錯誤； 故答案為B;(2)根據(jù)對角線規(guī)

12、則，與鋁位于對角線位置的第二周期元素是被，有相似的化學(xué)性質(zhì)，氫氧化鋁具有兩性，Be(OH)2也具有兩性，可以與氫氧化鈉反應(yīng)，Mg (OH) 2不可以與氫氧化鈉反應(yīng)，故可以用氫氧化鈉來鑒別，類比氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式，則氫氧化被與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O；(3)同主族元素性質(zhì)相似，鋁下方的元素為錢，其元素符號為Ga,位于元素周期表中第四周期出A族；(4)A.與錢同主族的第六周期元素為鴕，單質(zhì)為銀白色，質(zhì)軟，故 A正確；B.氫氧化物為兩性的物質(zhì)位于金屬和非金屬的臨界處，如硼鋁硅錯神等，鴕不是兩性物質(zhì)，其氫氧化物也不是兩性氫氧化物，

13、故 B錯誤；C.鴕與鋁同主族，具有相同的最外層電子數(shù)，所以鴕在化合物中也顯+3價，故C正確；D.同主族元素自上到下金屬性遞增，該元素金屬性大于鋁，其單質(zhì)與鹽酸的反應(yīng)比鋁劇 烈，故D正確； 故答案為B?！军c睛】考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應(yīng)用，明確同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律為解答關(guān)鍵，注意掌 握對角線規(guī)則內(nèi)容，結(jié)合 Mg、Al單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，類推未知物的性質(zhì)，試題側(cè)重 培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及知識的遷移能力。4.某混合物A,含有KAl(SQ)2、Al2O3和F&O3,在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間 的變化：據(jù)此回答下列問題:據(jù)此回答下列問題:(1)I、n、出、W四步中對于溶液和沉淀的分

14、離采取的方法是_。(2)根據(jù)上述框圖反應(yīng)關(guān)系，寫出下列B、C、D、E所含物質(zhì)的化學(xué)式固體B_;沉淀C_;沉淀D_;溶液E。(3)寫出、四個反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式過濾AI2O3 A12O3、Fe2O3 Fe2O3 K2SO4、(NH 4)2SO4 AI2O3+2NaOH=2NaAlO2A3+ 3NH3 H2O=A1(OH)3 J + 3NH4+ NaA1O2 + HC1+ H2O=A1(OH)3 J + NaCl 加熱2A1(OH)3= A12O3+3H2O【解析】 【分析】KA1(SQ)2溶于水，A12O3和Fe2O3均不溶于水，混合物 A加水溶解后，溶液中是 KA1(SQ)2, 沉淀C

15、為A12O3和Fe2O3；由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，向沉淀 C中加NaOH溶液，F(xiàn)&Q不反應(yīng)， 沉淀D為Fe?O3, A12O3可與NaOH溶液反應(yīng)生成 NaAlQ,向NaA1O2溶液中通入 CQ可得 A1(OH)3沉淀，A1(OH)3受熱分解生成固體 B為A12O3；向溶液中加過量氨水，溶液與過量氨 水反應(yīng)，A13+被沉淀，得到氫氧化鋁沉淀，溶液中E為K2SQ、(NH4)2SQ,經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶，得到K2SC4和(NH4)2SQ,然后結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)用語來解答。【詳解】(1)溶液和沉淀的分離利用過濾；(2)由上述分析可知 B 為 A12。，C 為 A12O3、Fe2O3, D 為 Fe2O3 溶液

16、 E 為 K2sO4、(NH4)2S。； (3)反應(yīng)為 A12O3+2NaOH=2NaA1O2+H2O； 反應(yīng)為 A13+3NH3?HO=A1(OH)3 J +3NH+；反應(yīng)為 NaA1O2 + HC1+ H2O=A1(OH)3J + NaCl； 加熱反應(yīng)為 2A1(OH)3 = A12O3 + 3H2。5.七水硫酸鎂(MgSO4 - 7H2O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上有重要的用途。硼鎂泥是硼 鎂礦生產(chǎn)硼砂的廢渣，其主要成分是MgCOs,還含有MgO、CaQ F及O3、FeO、MnO2、A12O3、SiQ等雜質(zhì)，工業(yè)上用硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如圖：新篌混出一網(wǎng)詞 Eq 黑“掾傳i|一

17、悔窿2|mbso7H2OT煮沸j 干 J濾渣A薄渣E濾渣C濾液(CaS(M2也0)已知：MnO2不溶于稀硫酸。CaSQ和MgSO47H2O在不同溫度下的溶解度(g)數(shù)據(jù)如下表所示:溫度/ C物質(zhì)1030405060CaSQ0.190. 210.210.210.19MgSO4 - 7H2O30. 935. 540.845. 6(1)開始用到硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%密度為1.61g/cm3,則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度為。(2)濾渣A中除含少量 CaSO . 2H2O外，還有 一。(3)加入MgO后，加熱煮沸的目的是 。(4)若濾渣B的主要成分為 Al(OH)3和Fe(OH)3。則加入NaClO發(fā)生氧

18、化還原反應(yīng)的離子 方程式為。(5)流程中操作1為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾，這樣即可得到CaSO . 2H2O,又防止 。(6)獲取MgSO4 . 7H2O的操作2為：、過濾洗滌。(7)已知開始硼鎂泥樣品的質(zhì)量為ag,制取七水硫酸鎂的質(zhì)量為bg,據(jù)此能計算出硼鎂泥中鎂元素的含量嗎？若能，請寫出表達(dá)式；若不能，請說明理由。(能或不能)，表達(dá)式(或理由)為?！敬鸢浮?1.5mol/L SiQ、MnO2防止生成Al( OH)3和Fe( OH) 3膠體，使之轉(zhuǎn)化為沉淀而 被分離 ClO+2Fe2+2H+=C+2Fe3+H2O析出MgSO4 7H2O晶體蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶不 能 加入MgO的量未知【解析】 【分析

19、】硼鎂泥用足量硫酸酸浸溶解，得到含有Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+以及SQ2-的酸性溶液，由于MnO2、SiO2不與硫酸反應(yīng)，硫酸鈣屬于微溶物，則過濾后濾渣 A主要為MnO2、 SiC2,還含有少量 CaSQ 2H2O,向濾液中加入 NaClO將Fe2+氧化為Fe3+,加入MgO調(diào)節(jié) 溶液pH值并加熱，使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，則濾渣B主要為氫氧化鐵、氫氧化鋁，根據(jù)溶解度表，CaSQ的溶解度基本不受溫度影響，MgSO4 7H2O受溫度影響較大，溫度越高溶解度越大，對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾，得到CaSQ 2H2O,則濾渣C主要為CaSO. 2H2O,

20、再次對濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，得到七水硫 酸鎂(MgSO4 7H2O),據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1)開始用到硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%密度為1. 61g/cm3,則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度100OP 3 1000 70% 1.61=11. 5mol/L;M98(2)根據(jù)分析，濾渣 A中除含少量CaSQ-2H2O外，還有MnO2、SiQ ；(3)加入MgO的目的是沉淀Fe3+、Al3+,但Fe3+、Al3+易發(fā)生水解生成膠體，因此加熱煮沸的目的是防止生成 Al(OH) 3和Fe( OH) 3膠體，使之轉(zhuǎn)化為沉淀而被分離；(4)若濾渣B的主要成分為 Al(OH)3和Fe(OH)3。向濾液中加

21、入 NaClO將Fe2+氧化為Fe3+, 則加入NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為ClO +2Fe2+2H+=C +2Fe3+H2O；(5)根據(jù)溶解度表，CaSO的溶解度基本不受溫度影響， MgSO4 7H2O受溫度影響較大，溫 度越高溶解度越大，流程中操作 1為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾，這樣即可得到 CaSQ. 2H2O, 又防止析出 MgSO4 7H2O晶體；(6)結(jié)合溶解度表數(shù)據(jù)和(5)分析，獲取MgSO4 - 7H2O的操作2為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶， 過濾洗滌；(7)在制取七水硫酸鎂流程中，向體系內(nèi)加入了氧化鎂調(diào)節(jié)pH值沉淀Fe3+、Al3+,引入了鎂元素，且未告知氧化鎂加入的量，制取

22、的七水硫酸鎂的鎂元素不僅來自硼鎂泥，還來自引 人的氧化鎂，因此不能根據(jù)上述兩個條件來計算硼鎂泥中鎂元素的含量。6.工業(yè)上制備鋁一般是從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含有Fe2O3雜質(zhì))中得到純凈的Al2O3,然后電解Al2O3得到鋁。下圖是從鋁土礦中提純Al2O3的簡單示意圖。其中涉及到的一個反應(yīng)：2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO+2Al(OH)3 J。:NaOH朦HLf沉淀E焉fF鋁中(1)圖示中實驗操作(1)是;加入的試劑是 (填化學(xué)式)(2)試寫出B溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)式： (3)寫出化學(xué)方程式：鋁土礦一 A : 。 EF : o【答案】過濾Ca(OH 或 Ba(OH)2 Na

23、AQ Al2O3+2NaOH=2NaAQ+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O【解析】【分析】溶液B中通入CQ產(chǎn)生沉淀，說明B溶液為NaAlO2溶液，則是向鋁土礦中加入的試劑是 NaOH溶液，操作(1)過濾，沉淀 C為Fe2O3,則溶液D為NazCQ,反應(yīng)為： Ca(OHp+Na2CQCaCQj +2NaOH,故沉淀 H 為 CaC。，沉淀 E 為 Al(OH)3, F 為 Al2O3,反 應(yīng)是電解氧化鋁得到 Al與氧氣，據(jù)此分析。【詳解】2NaAlO2 + CO + 3H2O= Na2CO +(1)將沉淀從溶液中分離出來的操作是過濾；根據(jù)反應(yīng) 2Al(OH)3j可知2NaAlO2 +

24、CO + 3H2O= Na2CO +鋁。碳酸鈉要生成氫氧化鈉和沉淀，需要進(jìn)入的試劑是氫氧化鈣，即中加入的試劑是Ca(OH)2 或 Ba(OH；(2)由上述分析可知，B為NaAlO2；(3)鋁土礦一A是氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;是氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al(OH)3 Al2O3+3H2Oo7.利用含銘廢料(主要含CI2O3,還含有Fe。SiQ、AI2O3等雜質(zhì))制備重銘酸鈉，實現(xiàn)清潔 化工生產(chǎn)，工藝流程如圖：Na.CO,空氣四二fflpH Na.CO,空氣四二fflpH (5珞渣一

25、培嗣一就I NaQ步溶液|整*甌心麗 KCl(s) mol;(4)由下圖和下表中的溶解度變化，流程制備mol;(4)由下圖和下表中的溶解度變化，流程制備402(1 溶解度2回答下列問題:(1)焙燒Cr2O3轉(zhuǎn)化為Na2CrO4的化學(xué)反應(yīng)方程式是(2)實驗室模擬此工業(yè)流程，控制反應(yīng)溫度60c的方法是 ；流程用石墨做電極電解 Na2CrO4溶液，制備Na2Cr2O7,其原理如圖所示，a是極；電極n的電極反應(yīng)式是 ;當(dāng)生成2mol Na2Cr2O7時，電路中轉(zhuǎn)移的電子K2Cr2O7,應(yīng)先充分加熱，然后 反應(yīng)才能順利進(jìn)行;重銘酸鈉的溶解度表:溫度C1020406080100溶解度61.662.865.

26、171.878.781.1(5)為進(jìn)一步減少制得的 K2Cr2O7晶體中NaCl等雜質(zhì)，應(yīng)再進(jìn)行 操作；(6)流程N(yùn)a2Cr2O7溶液與乙醇反應(yīng)，乙醇可能被氧化為 (寫一種即可)。【答案】2Cr2O3+4Na2CQ+3O2 亶!=4Na2CrO4+4CO2 水浴加熱負(fù)極 4OH4e-= 2出0+ 02 T或2H204e-=QT +4Hh 4冷卻結(jié)晶(降低溫度) 重結(jié)晶 乙醛(CHsCHO卜乙酸 (CH3COOH二氧化碳(CO2)等【解析】 【分析】利用含銘廢料(主要含Cr2O3,還含有Fe。SiQ、AI2O3等雜質(zhì))制備重銘酸鈉。將銘鐵礦和 碳酸鈉、空氣混合焙燒，發(fā)生反應(yīng)得到Na2CrO4、N

27、aAlO2、Na2SiO3等和CC2,然后在60 C時調(diào)節(jié)溶液的pH=6.5,用鹽酸浸取后過濾，得到的濾渣中主要含有硅酸、氫氧化鐵、氫氧 化鋁等，濾?中含有 Na2CrO4和NaCl,然后用石墨做電極電解Na2CrO4溶液，制備Na2Cr2O7,在Na2Cr2O7溶液中加入氯化鉀固體可以制得K2Cr2O7,在Na2Cr2O7溶液中加入稀硫酸和乙醇，可以制得Na Cr(SQ)2,據(jù)此分析解答。【詳解】Cr2O3與碳酸鈉在空氣中焙燒反應(yīng)生成Na2CrO4的化學(xué)反應(yīng)方程式為 2Cr2O3+4Na2CO3+3O2高溫 4Na2CrQ+4CQ 故答案為：2Ci2O3+4Na2CO3+3O2jB=4Na2

28、CrO4+4CO2；(2)可以采用水浴加熱的方法，控制反應(yīng)溫度60 C,故答案為：水浴加熱；(3)Na2CrO4溶液中存在2Crd2-+2H+? CrzOz+WO,用圖示裝置(均為石墨電極)電解NazCrQ 溶液制取Na2Cr2O7,需要通過電解生成 H+提高溶液的酸性，說明該電極(電極n )是陽極，連接電源的正極，即 b為正極，則a為負(fù)極；電極n為陽極，溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為 4OH-4e-=2H2O+O2T 或 2H2O4e-=O2f +4H；由 CrO42-+2H +=Cr2O72- +H2O可知，每生成2molNa2Cr2O7時，理論上II電極生成4molH+,根

29、據(jù)陽極反應(yīng)式 4OH- 4e-=2H2O+O2 T可知，每生成4molH+,轉(zhuǎn)移4mol電子，故答案為：負(fù)極；4OH-4e-= 2H2O+ O2T 或 2H2O 4e-=O2f +45 4；(4)根據(jù)溶解度曲線和重銘酸鈉的溶解度表可知，K2Cr2O7的溶解度隨溫度的變化較大，而Na2Cr2O7的溶解度受溫度的影響不大，且溫度較低是由水中的溶解度：Na2Cr2O7 K2Cr2O7,因此流程中向 Na2Cr2O7溶液中加入適量 KCl,充分加熱，蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn) 晶膜，然后冷卻結(jié)晶，析出K2C2O7固體，反應(yīng)才能順利進(jìn)行，故答案為：冷卻結(jié)晶(降低溫度)；(5)根據(jù)溶解度曲線，K2Cr2O7的溶解

30、度隨溫度的變化較大，而氯化鈉的溶解度受溫度的影 響不大，為進(jìn)一步減少制得的&Cr2O7晶體中NaCl等雜質(zhì)，需要對 K2Cr2O7晶體進(jìn)行重結(jié)晶操作，進(jìn)一步分離提純，故答案為：重結(jié)晶；(6) Na2Cr2O7溶液具有強(qiáng)氧化性，Na2Cr2O7溶液與乙醇反應(yīng)，乙醇可能被氧化為乙醛(CH3CHO卜(CH3CHO卜乙酸(CH3COOH)甚至可以氧化生成二氧化碳和水，故答案為：乙醛 乙酸(CRCOOH)(CH3CHO卜8.某AI2O3樣品中含有一定量的 Cu、Fe、F及O3雜質(zhì)?，F(xiàn)通過下列生產(chǎn)過程，從該樣品中 提純AI2O3,并回收鐵紅。流程如下：(1)操作是,在實驗室進(jìn)行該操作需要的玻璃儀器有 。(

31、2)白色固體是 ,樣品和試劑反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。(3)固體加入適量稀鹽酸，可能發(fā)生的反應(yīng)有： (用化學(xué)方程式表達(dá))。(4)溶液中鐵元素的存在形式是 ,如何用實驗證明：。(5)溶液中通入某氣體，該氣體可以是 (任寫一種白化學(xué)式)，紅褐色固體制得鐵 紅的化學(xué)方程式是?！敬鸢浮窟^濾 燒杯、漏斗、玻璃棒Al(OH)3 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OFeO3+6HCl=2FeC3+3H2O、2FeC3+Fe=3FeC2、Fe+2HCl=FeQ+H2 T f3+ 取少量溶液于試管 中，滴入KSCM液無變化，滴加氯水后變血紅色6或者Cl2 2Fe(OH3z-F&O3+3H2O【解析】【分析

32、】Al2O3樣品中含有一定量的 Cu Fe、Fe2O3雜質(zhì)，根據(jù)題中流程圖可知，樣品與試劑反應(yīng) 得溶液再通入 CQ得白色沉淀，該白色固體加熱分解產(chǎn)生Al2O3,可推知試劑為NaOH,得到的固體為 Cu、Fe、FeO3,溶液為NaAlO2、NaOH混合溶液，通入過量 CQ后得溶液為 NaHCQ溶液，白色固體為 Al(OH)3, Al(OH)3受熱分解得 A2O3,固體 中加入鹽酸得到固體粉末中鐵有剩余，由于Fe會發(fā)生反應(yīng)2Fe3+Fe=3F2+,則溶液中主要含有Fe2+,經(jīng)過操作得紅褐色固體應(yīng)為Fe(OH)3,所以通入的氣體應(yīng)為氧化劑，可以是O2或Cl2,氫氧化鐵受熱分解得Fe2O3o【詳解】(

33、1)操作是分離難溶性固體與可溶性液體混合物的方法，名稱為過濾；在實驗室進(jìn)行過濾 操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；(2)白色固體受熱分解產(chǎn)生Al2O3,則是Al(OH)3,樣品中含有 Al2O3和試劑NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；(3)固體中含有 Al2O3、Cu、Fe Fe2O3,加入適量稀鹽酸，由于反應(yīng)后的固體粉末中含有Fe 單質(zhì)，則可能發(fā)生的反應(yīng)有Fe2O3+6HCl=2FeC3+3H2O、2FeCB+Fe=3FeC2、Fe+2HCl=FeQ+H2 T ；(4)由于固體中樣品與適量鹽酸反應(yīng)后的固體粉末中含

34、有Fe,結(jié)合Fe?O3+6HCl=2FeC3+3H2O、2Fe3+Fe=3F2+可知溶液中鐵元素的存在形式是Fe2+,證明方法是：取少量該溶液于試管中，滴入KSCN溶液無變化，滴加氯水后溶液變血紅色；(5)溶液中含有Fe2+,向溶液通入某氣體后再加入足量NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色的Fe(OH)3沉淀，該氣體具有強(qiáng)的氧化性，氣體可以是O2或者012,紅褐色固體Fe(OH)3不穩(wěn)定，受熱分解產(chǎn)生鐵紅 Fe2O3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe(OH)&FG2O3+3H2O?！军c睛】本題以從A12O3樣品中提取氧化鋁的工藝流程為線索，考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)試劑的 使用、混合物的分離，正確理解制備流程及反

35、應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握鋁及其化合物 性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力。9.鋁生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生大量的鋁灰，直接掩埋造成鋁資源浪費，還會帶來嚴(yán)重的污染。某鋁廠的鋁灰經(jīng)分析所含主要物質(zhì)如下：Al、AI2O3、A1N、SiQ、Fe2O3,其他雜質(zhì)均不溶于稀硫酸。如圖是酸浸法用該鋁灰生產(chǎn)高純氧化鋁的生產(chǎn)流程：兌%耶5 溶液1此兌%耶5 溶液1此5溶液2K4尸此。W10已知:i.Fe3+ +K+ Fe(0N4-=KFe(0N)5Fe Jii.AlN常溫下與水緩慢反應(yīng)，酸性或堿性條件下反應(yīng)較快iii.NH4AlO(OH)HCQ難溶于堿性溶液和乙醇請回答：(1)實

36、驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)酸浸步驟的裝置如圖，該裝置的不合理之處為O(1)實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)酸浸步驟的裝置如圖，該裝置的不合理之處為O(3)步驟調(diào)節(jié)pH最合適的試劑是A. NaOH B. H2SQ 0. NH3 H2O D. Ca(OH (4)步驟吸濾瓶內(nèi)液體高度快達(dá)到支管口位置時應(yīng)拔掉瓶上橡皮管,操作為(5)寫出煨燒碳酸鋁錢中間體得到高純氧化鋁的化學(xué)方程式 。(6)已知Al3+對光的吸收與其濃度成線性關(guān)系，色度計傳感器可以測量某種波長的光穿過溶液的透射率確定溶液濃度。如圖是紅色光照下透光率(T)對應(yīng)c(Al3+)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。為測定鋁灰中鋁元素的回收率，準(zhǔn)確稱取0.5000g鋁灰(折合鋁元素含量60.0

37、0%)進(jìn)行制備高純氧化鋁的實驗，將所制得的粉末與固體NaOH反應(yīng)后加水溶解、過濾，濾液定容到 250mL容量瓶中。用移液管移取 25.00mL到錐形瓶中，加2滴指示劑，滴加稀鹽酸至溶液體積變?yōu)?50.00mL, NaAlO2恰好反應(yīng)生成 AlCb。取該溶液于比色皿中進(jìn)行色度檢測，測得溶液透光 率為97.5,則鋁元素的回收率=?！敬鸢浮课矚鉄o法用稀硫酸完全吸收或可燃性氣體未處理將Fe2+氧化為Fe3+,便于形成沉淀除去C從吸濾瓶上口倒出濾液往過濾器中加水至沒過沉淀，待水濾出后，重復(fù)操作23次，直至濾液檢驗不出 SO42-,再用少量乙醇淋洗高溫2NH4AlO(OH)HCQA2O3+2NH3 T +

38、3H2O+2CQ T 90.0%【解析】【分析】(1)根據(jù)反應(yīng)原理，觀察反應(yīng)裝置和尾氣處理裝置，找出不合理之處；(2)流程中步驟是為了把鐵離子轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋沓?，那么加入H2O2溶液的目的也是與之關(guān)聯(lián)的，分析鐵元素的存在形態(tài)就可確定雙氧水的作用；(3)步驟調(diào)節(jié)pH最合適的試劑是誰？從反應(yīng)的角度、不引入雜質(zhì)離子的角度分析選擇；(4)步驟的操作要抓住其要點簡答；(5)煨燒碳酸鋁錢中間體得到的產(chǎn)物，除了高純氧化鋁外，其余產(chǎn)物可以結(jié)合酸式碳酸鹽分解規(guī)律、不溶性堿分解規(guī)律、錢鹽非氧化還原分解規(guī)律獲得并據(jù)此寫化學(xué)方程式；(6)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)及題目提供的信息，可計算鋁元素的回收率；【詳解】(1)鋁灰經(jīng)分析所含主要

39、物質(zhì)如下：Al、Al2O3、AlN、SiQ、Fe2O3,在攪拌下，鋁灰和從分液漏斗加入的硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體有氨氣、氫氣等，可見裝置中尾氣無法用稀硫酸完全 吸收或可燃性氣體氫氣未處理；答案為：尾氣無法用稀硫酸完全吸收或可燃性氣體未處理；(2)流程中步驟是為了把雜質(zhì)中鐵元素轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋沓?，有大量鋁情況下，溶液中有鐵離子存在、也有亞鐵離子，則加入綠色氧化劑H2O2溶液的目的是將 Fe2+氧化為Fe3+,便于形成沉淀除去；答案為：將Fe2+氧化為Fe3+,便于形成沉淀除去；(3)步驟要制備 NH4AlO(OH)HCQ,信息iii顯示NH4AlO(OH)HCO3難溶于堿性溶液，故要把酸性溶液調(diào)節(jié)成弱堿性，則可用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH,為了避免引入新雜質(zhì)最合適的