内容正文:
专题03 铝及其重要化合物
目录
一、考情探究 2
1.高考真题考点分布 2
2.命题规律及备考策略 2
二、培优讲练 3
考点01 铝的性质及用途 3
考向01 考查铝的性质和用途 5
考向02 考查铝热反应 5
考向03 考查铝与酸、碱反应 6
考点02 铝的化合物 7
考向01 考查氧化铝的性质及用途 9
考向02 考查氢氧化铝的性质及用途 9
考向03 考查明矾的净水原理 9
考点03 “铝三角”与铝图象 10
考向01 考查铝的“价-类”二维图 13
考向02 考查铝与NaOH溶液反应定量计算 13
考向03 考查Al(OH)3沉淀图像分析 14
考向04 考查有关Al(OH)3沉淀的计算 15
考点04 工业制备铝的工艺流程 16
考向01 考查工业制备铝的工艺流程分析 17
好题冲关 18
基础过关 18
题型01 铝的性质及应用 18
题型02 铝热反应 20
题型03 铝与酸、碱反应 22
题型04 铝及其化合物的性质及用途 24
题型05 铝的“价-类”二维图 26
题型06 铝图像 27
题型07 工业制备铝的工艺流程分析 29
能力提升 31
真题感知 34
1. 高考真题考点分布
考点内容
考点分布
铝的性质及用途
2023重庆卷,2023浙江卷
电解法制取铝
2024广东卷
铝的化合物的性质及用途
2025江西卷,2024广东卷,2024浙江卷,2023天津卷,2023浙江卷,2023湖南卷,2023浙江卷
铝热反应
2024江西卷
铝盐与强碱反应
2024贵州卷
明矾的净水作用及原理
2025山东卷,2024广西卷
其他含铝化合物
2025四川卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从命题题型和内容上看,铝及其化合物的性质与应用是高考重要的命题点。一方面考查铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用,另一方面以“铝三角”转化关系为载体,考查图像分析和计算能力等。
【备考策略】
1、能列举、描述、辨识铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。
2、能根据铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题,说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。
3、能说明铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
4、了解铝土矿制备铝的工艺流程原理。
【命题预测】
预测新的一年高考可能会在选择题或化工流程图题中考查金镁、铝、氧化铝、氢氧化铝的性质与应用,如化学方程式或离子方程式的正误判断,或在化工流程图中考查铝及其重要化合物的的转化或去除,题目难度中等偏大。
考点01 铝的性质及用途
1、铝元素的原子结构和存在
(1)铝元素的结构:铝位于元素周期表第 周期 族,原子结构示意图为。
(2)铝元素的存在:铝元素地壳中含量最丰富的金属,仅次于 。自然界中的铝全部以 存在。
2、铝的物理性质
铝是 、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的 、 和 。
3、铝的化学性质
(1)与非金属单质反应
①与O2反应:常温下,铝表面生成一层 ,阻止铝和氧气继续反应。
②与Cl2反应:
(2)铝的两性
①铝与酸反应(离子方程式):
②铝与NaOH溶液反应:
(3)与强氧化性酸反应
①常温下,铝遇浓硫酸、浓硝酸发生 ,属于 变化。
②与稀硝酸反应:
(4)铝热反应
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:
原理应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等。如MnO2与Al反应: 。
②金属焊接,如野外焊接钢轨等。
4、铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:
①产生H2的物质的量 。
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)= 。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:
①消耗Al的物质的量之比为 。
②生成H2的物质的量之比为 。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应:
若产生氢气的体积比为<<1,则必定
①铝与盐酸反应时,铝过量而 不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而 过量。
5、铝的制备和用途
(1)铝的制备:电解熔融氧化铝: 。
(2)铝的用途:纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等,铝还用作还原剂。
【易错提醒】
1、铝是活泼金属,但铝的抗腐蚀性强,因为铝的表面有一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点,故在酒精灯上加热铝箔直至熔化,熔化的铝并不滴落。
2、铝热反应不仅指铝与Fe2O3反应,铝热反应置换的金属为金属活动性比铝弱的难熔金属。
(1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应,铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。
(2)铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温,引发铝热反应。
(3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
3、常温下铝不能溶于浓硫酸和浓硝酸,不是不反应,而是发生钝化,在表面生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行。
4、铝既能与酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,但是铝不是两性金属,它是一种活泼金属,表现强还原性。
5、铝热剂着火时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
6、工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3的方法而不用AlCl3作原料的原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
7、能与铝反应生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液。
8、等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应,生成H2的量相同。
9、等物质的量的酸和碱与足量的铝反应,生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物。( )
2、向氯化铵溶液中投入一个铝片,铝片上产生大量气泡,该气体是氨气。( )
3、能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸,是因为铝的化学性质稳定。不与浓硫酸、浓硝酸反应。( )
4、投入铝片产生氢气的溶液一定呈强酸性。( )
考向01 考查铝的性质和用途
【例1】(2025·安徽·三模)安全生产,警钟长鸣!某大学实验室曾在进行镁铝合金粉末实验过程中发生爆炸造成重大事故。下列有关说法错误的是
A.进入化学实验室必须严格遵守《化学实验室的安全管理制度》
B.镁铝合金粉末与空气中氧气反应剧烈程度受粉尘颗粒大小、粉尘浓度、湿度、温度等因素影响
C.铝为活泼金属,在空气中点燃铝条可以剧烈燃烧
D.含有镁粉的焰火在夜晚燃放时能够产生明亮且耀眼的光芒
考向02 考查铝热反应
【例2】(2025·全国·模拟预测)下列实验装置能达到实验目的的是
A.灼烧干海带制海带灰
B.制备固体
C.铝热反应
D.测待测液的
A.A B.B C.C D.D
考向03 考查铝与酸、碱反应
【例3】(2025·福建龙岩·三模)下列离子方程式正确的是
A.AgCl沉淀溶于氨水:
B.铝和过量NaOH溶液反应:
C.将少量通入NaClO溶液中:
D.溶液中通入少量气体:
【对点1】(2025·福建福州·三模)下列实验操作、现象预测或结论正确的是
A.未打磨的铝片熔化但不滴落;打磨过的铝片熔化并滴落
B.若测得,则有
C.通电一段时间,pH试纸a点附近变红,局部褪色
D.烷烃在碎瓷片催化作用下发生热裂化,生成不饱和烃
A.A B.B C.C D.D
【对点2】(2025·陕西咸阳·三模)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已略去),B为常见单质,以下说法不正确的是
A.若C是缺氧环境中常用供氧剂,则A与D在一定条件下可发生氧化还原反应
B.若C是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则C与D反应可能有冒白烟现象
C.若B是用量最大的金属,则E可能是两性氧化物或由极性键构成的非极性分子
D.若A是常见的助燃性气体,B是非金属单质,则D可能是单质不可能是化合物
【对点3】(2025·北京东城·一模)实验:向两支试管中分别加入溶液和稀盐酸,再加入铝片(过量),开始均未观察到明显现象,一段时间后均产生气泡。反应结束后,将两支试管中的溶液混合,有白色沉淀产生。下列分析不正确的是
A.两支试管中反应生成的气体均为氢气
B.开始没有明显现象,说明铝与或盐酸反应的速率小
C.两支试管中生成等量气体时,反应消耗的铝的物质的量相等
D.生成白色沉淀的反应有
考点02 铝的化合物
1、氧化铝的性质及用途
物理性质
色固体,难溶于水,硬度 ,熔点很 ,是优良 材料
化学性质
与酸反应
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
与碱反应
用途
制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石
【易错提醒】
1、与酸反应:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
2、与碱反应:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
这里的酸碱是指强酸、强碱。
2、氢氧化铝的性质及用途
物理性质
白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性
电离方程式
AlO+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-(碱式电离)
化学性质
与酸反应
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
与碱反应
Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
不稳定性
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
制备
铝盐与足量氨水
偏铝酸盐与足量CO2
用途
氢氧化铝胶体有较强的吸附性,可用于 ;氢氧化铝碱性不强,可以用作胃酸中和剂
3、明矾
(1)化学式: ,属于复盐。
(2)净水原理:明矾溶于水时发生电离,电离方程式为 ,其中Al3+发生水解反应,离子方程式为是 ,产生 ,其吸附能力很强,可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀,使水变得澄清。
【易错提醒】
1、Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物,经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。
2、Al(OH)3具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。
3、由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知:与酸反应时相当于三元碱,与碱反应时相当于一元酸。
4、明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,与氯气消毒原理不同。
4、AlCl3的结构与性质
(1)AlCl3熔点、沸点都很 ,且会 , 溶于乙醚等有机溶剂,因为它是一种 型化合物。熔化的AlCl3不易导电,AlCl3晶体属于 晶体,故制备铝时 用AlCl3电解。
(2)AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时,都以AlCl3 分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图,其中每个铝原子均为 杂化,各有1条空的轨道,氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在,桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时,与另一个铝原子的空轨道发生配位,形成σ配位键。
(3)AlCl3能与Cl-生成AlCl4-:AlCl3(aq)+ Cl-(aq)=AlCl4-(aq)
(4)与Al2Cl6类似,AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、氢氧化铝可用于治疗胃酸过多。( )
2、Al2O3的熔点高,可作耐高温材料,实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。( )
3、明矾可作净水剂,起到杀菌消毒的作用。( )
4、除去含Fe3+溶液中的Al3+,可加入过量氨水,过滤。( )
5、除去Fe2O3中混有的Al2O3,可加入足量NaOH溶液,充分反应后过滤。( )
6、除去氧化膜的铝箔在空气中加热,铝箔熔化但不滴落,说明铝易氧化形成氧化膜保护铝。( )
考向01 考查氧化铝的性质及用途
【例1】(2025·甘肃金昌·三模)下列化学反应表示错误的是
A.Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
C.向蓝色CuCl2溶液中加入浓NaCl溶液,发生反应:[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O
D.苯甲酰胺在盐酸中水解:+H2O+NH3↑
考向02 考查氢氧化铝的性质及用途
【例2】(2025·江苏泰州·模拟预测)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.制取
C.制取 D.分离
考向03 考查明矾的净水原理
【例3】(2025·安徽马鞍山·二模)生活中处处蕴含化学原理。下列实例与解释不相符的是
A.明矾可用作净水剂,是因为Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性
B.黄豆酱是美味的调味品,是因为发酵时有蛋白质发生水解生成了氨基酸
C.碳酸钠可做膨松剂,是因为其受热分解产生CO2气体可让食品变蓬松
D.绿茶具有抗氧化作用,是因为绿茶中含有的茶多酚具有还原性
【对点1】(2025·河南·模拟预测)以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3,还有Al2O3、CuO),合理利用矿渣可以减少环境污染,变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是
A.“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率
B.“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C.“去铜”过程中,被还原的元素只有铜元素
D.为提高碱式硫酸铁的产率,“调pH”时pH不能过高或过低
【对点2】(2025·重庆·模拟预测)常见金属单质X的转化如下图所示,下列说法错误的是
A.X与铁的氧化物在高温时反应生成 B.是由极性键构成的极性分子
C.B和D都能与酸反应,不能与碱反应 D.X与溶液反应时,水作氧化剂
【对点3】(2025·广西河池·二模)某小组探究“影响胶体净水效果的因素”,设计以下四组实验:
实验
污水样本(含悬浮泥沙)
处理方式
静置时间
现象记录(泥沙沉降率)
①
100mL
加入0.5g明矾,搅拌1min
10min
85%
②
100mL
加入0.5g明矾,搅拌3min
10min
92%
③
100mL
加入0.5gNaCl,搅拌1min
10min
15%
④
100mL
不添加物质,直接搅拌1min
10min
10%
根据实验数据,下列分析错误的是
A.实验④可知,搅拌本身无法有效促进泥沙沉降
B.对比①和②可知,胶体吸附能力与胶粒表面积正相关
C.对比③和④可知,加入电解质也能有效促进泥沙沉降
D.对比①和③可知,明矾净水本质是Al3+水解生成胶体净水
考点03 “铝三角”与铝图象
1、 铝及其化合物之间的性质与应用
2、Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系
(1)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
②Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
③Al3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(4)[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
(5)①[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
②[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(6)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
3、铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3+制备Al(OH)3,宜用Al3+与氨水反应:
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应:
③从节约原料角度,由Al制备Al(OH)3,宜用Al制备Al3+,Al制备AlO,然后将二者混合:Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlO、HS-、SiO、CO、HCO、SO等。
②与AlO不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NH、Fe2+、Fe3+等。
③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3+、NH、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,反应顺序是:Ⅰ.H++OH-===H2O;Ⅱ.Al3++3OH-===Al(OH)3↓(若先与NH反应,则生成的NH3·H2O又使Al3+沉淀且生成NH);Ⅲ.NH+OH-===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlO又与NH反应生成沉淀];Ⅳ.Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]-。
②向含有AlO、CO、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:Ⅰ.OH-+H+===H2O;Ⅱ.[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+ H2O ([Al(OH)4]-比CO先反应);Ⅲ.CO+H+===HCO;Ⅳ.HCO+H+===CO2↑+H2O[HCO比Al(OH)3先反应];Ⅴ.Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
4、与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
方程式
AB:Al3++3OH-===Al(OH)3
BD:Al(OH)3+OH-===[A1(OH)4]-
AB:Al3++4OH-===[A1(OH)4]-
BC:Al3++3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
方程式
AB:[A1(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O
BC:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
AB:[A1(OH)4]-+4H+=Al3++4H2O
BC:Al3++3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓
(3)突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
①明晰横、纵坐标含义,然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3+、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例:
③明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像,如:
图A中,n(H+)∶n(Al3+)=2∶1。
图B中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶1。
图C中,若已知原溶液中含有H+和Mg2+,则可推导出:n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1∶1。
考向01 考查铝的“价-类”二维图
【例1】(2025·辽宁·模拟预测)如图是铁或铝及其相应化合物的“价—类二维图”,下列说法正确的是
A.基态铁、铝原子的未成对电子数目之比为4:3
B.均可通过Y→X制备铁、铝的单质
C.均可以通过一步反应实现Y与Z的相互转化
D.含有铁或铝元素的W的溶液均易水解且使溶液呈酸性
考向02 考查铝与NaOH溶液反应定量计算
【例2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,某兴趣小组用如下实验装置将0.60g铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测得生成的氢气体积为672mL(已转换成标准状况)。下列说法不正确的是
A.合金中铝的质量分数为90%
B.读数时必需使甲、乙中液面左右相平
C.锥形瓶中发生反应的离子方程式为:2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑
D.导管a的作用主要是平衡气压,使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下
考向03 考查Al(OH)3沉淀图像分析
【例3】(2025·山东泰安·调研)下列有关的图象不正确的是
A.图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B.图B是向中通入二氧化碳
C.图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D.图D是向氯化铝溶液中滴加氨水
【思维建模】
有关氢氧化铝生成的图像分析
基本坐标图像
实验现象及反应原理
衍生坐标图像
化学反应原理
向铝盐溶液中加强碱
现象:先沉淀后溶解
注:如果向强碱中加铝盐,开始无明显现象,后生成沉淀
Al3+和Mg2+(或Fe3+)混合溶液加碱的反应:Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
向偏铝酸盐溶液中加强酸
现象:先沉淀后溶解注:如果向强酸中加偏铝酸盐,开始无明显现象,后生成沉淀
AlO2-和OH-混合溶液加酸的反应:
H++OH-===H2O
4H++AlO2-===Al3++2H2O
AlO2-和SiO32-混合溶液加酸的反应:SiO32-+2H+===H2SiO3↓4H++AlO2-===Al3++2H2O
向铝盐溶液中加弱碱
现象:生成沉淀量不断增加,后不变
Al3+和H+混合溶液加氨水的反应
H++NH3·H2O ===NH4++H2O
Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH4+
向偏铝酸盐溶液中加弱酸
现象:生成沉淀量不断增加,后不变
AlO2-和OH-混合溶液通入CO2的反应:2OH-+CO2=== CO32-+H2O
AlO2-+CO2+2H2O === Al(OH)3↓+HCO3-
考向04 考查有关Al(OH)3沉淀的计算
【例4】(2025·广东中山·调研)向物质的量浓度均为1mol/L的HCl、AlCl3、MgC12、NH4Cl混合溶液中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液,得到如图图象。下列有关说法正确的是 ( )
A.沉淀的最大物质的量为2mol
B.c-d段会产生标况下22.4LNH3
C.d-e段发生的反应为Al3++4OH-=AlO+2H2O
D.滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Al3+、Mg2+、NH、Al(OH)3
【对点1】(2025·广东广州·模拟预测)“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观,下图是及其部分化合物的“价类”二维图。下列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应 B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“”代表偏铝酸盐 D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【对点2】(2025·上海·调研)称取两份铝粉,第一份加入足量浓氢氧化钠溶液,第二份加入足量盐酸,如要放出等量的气体,两份铝粉的质量之比为
A.1:3 B.3:1 C.1:1 D.4:3
【对点3】(2025·新疆巴音郭楞·模拟预测)下列图象均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图,则其中正确的是
A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.向等物质的量浓度的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
【对点4】(2025·四川成都·模拟预测)某无色溶液中可能含有、、、、、、等离子。现进行如下实验:
①向10mL该溶液中加溶液至过量,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀;
②另取10mL该溶液,滴加NaOH溶液,随NaOH溶液的加入,沉淀和气体物质的量变化如图所示。
下列说法不符合事实的是
A.根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1
B.根据信息分析该溶液中存在焰色反应呈紫色的离子
C.bc段发生反应的离子方程式为:
D.另取一定量该溶液滴加一定量溶液,能使和同时完全沉淀
考点04 工业制备铝的工艺流程
1、工业制铝的工艺流程—碱溶法
(1)①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式
①Al2O3+2OH-===2AlO+H2O,SiO2+2OH-===SiO+H2O。
③AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,SiO+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化,因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;CO2廉价而且生成的副产物 用途广泛,经济效益好。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有 杂质,在电解时它不会影响铝的纯度是因为SiO2的熔点 ,在加热到1 000 ℃ 左右时不会 。
2、工业制铝的工艺流程—酸溶法
(1)①、②中可能发生反应的离子方程式。
①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
②Al3++4OH-===AlO+2H2O,Fe3++3OH-=== 。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+是因为:Al(OH)3只能溶于 ,不能溶于 ,若用氨水则不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
考向01 考查工业制备铝的工艺流程分析
【例1】(2025·辽宁·模拟预测)氧化铝是工业上电解制铝的原料,工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,还含有Fe2O3,SiO2等)为原料制取氧化铝的流程如图所示,下列说法错误的是
A.滤渣可用于炼铁
B.实验室可在蒸发皿中加热分解氢氧化铝
C.步骤①、②、③中均不涉及氧化还原反应
D.实验室中进行过滤时,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
【对点1】(2025·湖北武汉·调研)铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成中的一种重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如图:
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应I”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“滤渣1”的主要成分为氧化铁
D.“反应III”的化学方程式为4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl
题型01 铝的性质及应用
1.(2025·湖南长沙·一模)化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.人体易吸收Fe2+,补铁时应适当补充维生素C,利用了维生素C的还原性
B. CaCO3是水泥生产中不可缺少的原料,它可以调节水泥的硬化速率
C.聚氨酯泳衣能有效提升游泳速度,其成分属于天然高分子
D.厨卫管道常因留有油脂、毛发、菜渣造成堵塞,可用固体管道疏通剂(主要成分为NaOH和Al2O3)疏通
2.(2025·广东清远·二模)劳动创造美好生活,下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工业生产:技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
B
生产活动:向葡萄酒中添加适量的
具有杀菌和抗氧化作用
C
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾含N、P、K等元素
D
自主探究:果蔬电池
电解池原理
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·安徽·模拟预测)根据下列实验操作及现象,能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
现象
A
验证金属活泼性:
向盛有浓硝酸的两支试管中分别加入除去氧化膜的相同大小形状的镁条和铝条
加入镁条的试管中迅速产生红棕色气体,加入铝条的试管中无明显现象
B
验证氧化性:、
向含相同物质的量浓度的混合溶液中依次加入少量氯水和,振荡,静置
溶液分层,下层呈紫红色
C
探究不同价态硫元素的转化
向和的混合溶液中加入浓硫酸
溶液变浑浊,证明和发生了氧化还原反应
D
检验CO还原的生成物中是否含有
取反应后的固体溶于稀盐酸,滴加NaOH溶液
若有红褐色沉淀生成,则还原产物中含有
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·四川达州·模拟预测)科技兴则民族兴,科技强则国家强。下列科技产品含有的物质属于无机非金属材料的是
A.长征三号乙运载火箭外壳所用的铝合金
B.奋斗者号隔音材料所用的聚氨酯泡沫
C.中国芯生产所用的硅
D.5G-A基站建造时所用的钢筋混凝土
5.(2025·浙江·一模)下列含铝元素物质的制备方案正确的是
选项
目标产物
制备方案
A
Al
电解氯化铝
B
溶液蒸发结晶
C
在干燥的气流中脱水
D
向氯化铝溶液中加入足量溶液后,过滤
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·广西·三模)广西的物质文化丰富多彩。下列有关说法正确的是
A.陆川铁锅的熔点和硬度均高于纯铁
B.平果铝业通过电解熔融氧化铝生产铝
C.“横县大粽”中的肉馅富含油脂,油脂属于天然高分子化合物
D.东兰壮族服饰原材料为棉、麻,其主要成分与淀粉互为同分异构体
题型02 铝热反应
1.(2025·吉林延边·模拟预测)关于实验安全及实验事故的处理,下列说法或做法错误的是
A.稀硝酸沾在皮肤上,用大量水冲洗后涂抹稀烧碱溶液
B.观察铝热反应时,不能近距离观察
C.钠在中燃烧的实验方案中标有图标
D.实验室中与乙醇必须分开保存
2.(2025·湖南长沙·三模)下列离子方程式或化学方程式正确的是
A.用铝热法还原金属:
B.将通入足量的次氯酸钠溶液中,发生反应的离子方程式为:
C.溶液除去水垢中的离子方程式:
D.向饱和食盐水中先通入足量的,再通入足量的,发生的反应为:
3.(2025·江西上饶·一模)通过实验、观察、类比、推理等方法得出正确的结论是化学学习的方法之一。下列实验操作、现象和解释都正确的是
选项
操作
实验现象
解释
A
向某钾盐溶液中滴加浓盐酸,产生的气体再通入品红溶液
品红溶液褪色
该钾盐为或
B
向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
HCl具有酸性使石蕊变红,HClO具有漂白性使之褪色
C
将某无色气体通入溴水,再滴入HCl酸化的溶液
溴水褪色,出现白色沉淀
该无色气体为
D
将某铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液
溶液变红色
该铝热剂中一定含有氧化铁
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·重庆·三模)黄铁矿(含)的转化如下图所示。下列说法正确的是
A.a具有永久漂白性 B.能与发生铝热反应
C.与溶液不反应 D.铁与不同浓度的溶液反应的产物可能不同
5.(2025·江西·一模)下列化学物质的应用,体现其氧化性的是
A.晶体硅用作太阳能电池板 B.用氢氟酸雕刻玻璃
C.用于自来水的杀菌消毒 D.铝用于焊接铁轨
6.(2025·陕西·三模)下列实验装置不能达到实验目的的是
①验证SO2具有还原性
②分离I2和NaCl固体
③模拟侯氏制碱法获得NaHCO3
④可用于制备金属锰
A.① B.② C.③ D.④
题型03 铝与酸、碱反应
1.(2025·山西·模拟预测)常温下,一定能大量共存的离子组是
A.使甲基橙呈红色的溶液中:、、、
B.在的醋酸溶液中:、、、
C.在的溶液中:、、、
D.与反应能放出的溶液中:、、、
2.(2025·山西·模拟预测)某混合物可能含有、、、,为探究该混合物成分,某兴趣小组设计如图分析方案。下列说法正确的是
A.固体可能是纯净物也可能是混合物
B.若m1>m2,则原混合物中一定含有Al
C.蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2+、Fe2+
D.向溶液中通入足量的,一定可观察到有白色沉淀生成
3.(2025·山西太原·模拟预测)下列过程中对应的离子方程式书写正确的是
A.溶于稀硝酸:
B.通入石灰乳中制取漂白粉:
C.利用铝粉和NaOH溶液制取少量:
D.利用覆铜板制作印刷电路板:
4.(2025·广东广州·三模)某化学兴趣小组用废弃易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg等杂质)制备明矾的流程如图所示:
下列说法正确的是
A.NaOH溶液可改用氨水 B.生成“沉淀”的过程产生大量气体
C.滤渣中含有Fe、Mg D.“操作a”为蒸发结晶
5.(2025·广东广州·三模)劳动最光荣。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
环保研究员:用溴水检验废水中是否含苯酚
苯酚能发生显色反应
B
交通警察:用酒精测试仪(含重铬酸钾)检测酒驾
乙醇具有还原性
C
清洁工人:用管道疏通剂(含烧碱和铝粒)疏通管道
铝和氢氧化钠溶液反应生成大量氢气
D
化工工人:用油脂为原料制肥皂
油脂在碱性条件下可水解为高级脂肪酸盐
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·北京石景山·一模)以废钴酸锂正极材料(主要含和Al)和废磷酸亚铁锂正极材料(主要含LiFePO4和Al)为原料联合提取钴和锂的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.Al和强碱反应时,铝元素转化为。
ⅱ.酸性条件下,氧化性比强,被还原为。
ⅲ.固体B和固体C按配料。
ⅳ.、的溶度积分别为:、。
(1)中Co元素的化合价为 。
(2)用NaOH溶液处理原料时,反应的离子方程式是 。
(3)相同条件下,和沉淀趋势随pH的变化如下图所示。
①写出硫酸浸出时反应的化学方程式 。
②混合液调的原因 。
③混合液时, 填“>”或“<”)。
(4)有机相用硫酸反萃取,分液后得到溶液,加入溶液沉钴。写出“沉钴”反应的离子方程式 。
(5)理论上,和反应的与固体B中的物质的量之比是 。
(6)分析联合提取钴和锂的优势 。
题型04 铝及其化合物的性质与用途
1.(2025·江苏南京·模拟预测)以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
2.(2025·陕西咸阳·三模)绿矾可用作净水剂、催化剂等。用某种含铁矿石(主要含Fe、Cu、Al、S元素)制备绿矾的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.“焙烧”时产生的尾气可用苛性钠或纯碱溶液来吸收,以实现“碳中和”目标
B.“碱浸”主要目的是除铝,涉及反应为:
C.“滤渣”是和的混合物,X是Fe粉,作用是除铜的同时还原
D.“一系列操作”应包括隔绝空气、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥
3.(2025·陕西西安·模拟预测)下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A.检验气体中含SO2和SO3
B.灼烧Al(OH)3
C.融化纯碱
D.制取氨气
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·广东广州·二模)部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.存在的转化 B.一定是化合反应
C.存在的反应 D.电解e的水溶液可得到a
5.(2025·北京海淀·三模)下列反应的离子方程式正确的是
A.溶液中滴加足量溶液:
B.在氨水中通入少量的气体:
C.溶液中通入少量:
D.将等物质的量浓度的和溶液以体积比混合:
6.(2025·陕西西安·调研)工业上用铝土矿(含及与其他物质不反应的杂质)制备较高纯度的主要工艺流程有很多步骤,下列操作步骤中最恰当的组合是
①加盐酸溶解;②加烧碱溶液溶解;③过滤;④通入过量生成沉淀;⑤加入盐酸生成沉淀;⑥加入过量烧碱溶液;⑦洗涤并煅烧
A.①⑥⑤③⑦ B.②③④③⑦ C.②③⑤③⑦ D.①③⑤③⑦
题型05 铝的“价-类”二维图
1.(2025·安徽滁州·模拟预测)部分含Al或含Si物质的价类二维图如下,下列推断正确的是(其中为阿伏加德罗常数的数值)
A.将木材浸入到g的水溶液可以防火
B.1mol晶体e中含有共价键的数目为
C.肯定存在a→b→c和a→e→f的直接转化
D.d→c和g→f的转化均可通过向溶液中加入足量盐酸来实现
2.(2025·陕西安康·模拟预测)铝及其部分化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法错误的是
A.反应⑤⑥基本类型相同
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.1mola完全转化为b时失去3mol电子
D.物质的类别处“”代表偏铝酸盐
3.(2025·广东佛山·一模)部分含Na或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图,下列推断合理的是
A.在空气中加热e,一定能生成d
B.在d(s)→g(aq)→h(s)的转化过程中,一定有颜色变化
C.在b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程中,一定均为氧化还原反应
D.若可用f制取a,a一定可以在Cl2中燃烧生成+2价氯化物
题型06 铝图像
1.(2025·重庆沙坪坝·调研)下列图象表示错误的是
0
A.图A是向盐酸中滴加溶液
B.图B是向溶液中滴加溶液
C.图C是向和物质的量2∶1的混合稀酸溶液中逐渐加入粉
D.图D是向和物质的量2∶1的混合溶液中通入
2.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)某学习小组探究向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1HCl溶液,测得溶液中某几种离子物质的量变化如图所示(不考虑盐类水解),下列说法正确的是
A.a曲线表示的离子方程式为+H+=
B.b和c曲线表示的离子反应不相同
C.M点时,溶液中沉淀的质量为3.9g
D.原混合溶液中c(Na+)︰c()︰c()=3︰2︰1
3.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是
A.甲向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.乙向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.丙向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.丁向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
4.(2025·湖北黄冈·调研)下列示意图与对应的反应情况正确的是
A.含0.01molKOH和0.01molCa(OH)2的混合溶液中缓慢通入CO2
B.NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液
C.KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液
D.Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入盐酸
5.(2025·上海崇明·模拟预测)将足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为
A.B.C.D.
6.(2025·安徽合肥·模拟预测)将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是
A.o-a段反应的化学方程式是:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
B.b-c段反应的离子方程式是:2AlO+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO
C.a-b段与c-d段所发生的反应相同
D.d-e段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的消失所致
题型07 工业制备铝的工艺流程分析
1.(2025·湖北荆州·模拟预测)以磷肥生产中的副产物氟硅酸(H2SiF6)为原料制备高纯氟化铝,可以解决萤石资源日益匮乏的现状。其中一种新工艺流程如图所示:
已知:①常温下,0.05 mol/L H2SiF6溶液的pH为1;
②熔点:AlCl3 192℃,AlF3 1090℃,SiCl4 –70℃;沸点:SiF4 –86℃。
下列有关说法不正确的是
A.AlCl3固体是分子晶体,而AlF3固体是离子晶体
B.氟硅酸与硫酸钠反应的离子方程式为 + 2Na+ = Na2SiF6↓
C.工业上电解熔融氯化铝生产铝
D.“气相沉积”工序中,投入气态形式的无水氯化铝,可使反应更充分,产品纯度更高
2.(2025·辽宁丹东·二模)钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为,含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下:
下列说法错误的是
A.“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积,常采用“逆流”操作
B.滤渣1的主要成分为,滤渣2的主要成分为
C.已知+5价Ta具有一定的氧化性,“酸化”时硫酸比盐酸更合适
D.在实验室模拟“灼烧”工序,主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等
3.(2025·湖南岳阳·一模)实验室模拟利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
已知:难溶于水。
下列有关描述错误的是
A.“碱浸”发生反应的为:
B.“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C.“酸溶”反应中可以换成
D.“沉钴”时若浓度太大,可能导致产品不纯
4.(2025·河北唐山·模拟预测)铝土矿是生产金属铝的最佳原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠()的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀):
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为:
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为
5.(2025·江西九江·模拟预测)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高的特点,利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔,等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
已知:pH较大时,易形成沉淀。
下列有关说法正确的是
A.酸溶反应中物质A可以是或
B.操作1和操作2都用到的玻璃仪器是玻璃棒
C.无机相中溶质的主要成分是
D.为了提高沉钴率,“沉钴”时可用饱和溶液
6.(2025·山东青岛·调研)锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6)可用低温重构—直接浸出技术制备碳酸锂,同时得到氧化铝,工艺流程如图。下列说法错误的是
A.“水热反应”为
B.“滤渣1”和“滤渣2”主要成分相同
C.冶炼金属锂和金属铝均可用电解其熔融氯化物的方法
D.流程中不涉及氧化还原反应
1.(2025·安徽阜阳·一模)物质之间是可以相互转化的。下列物质之间能通过图中所示实现一步转化的是
选项
X
Y
Z
A
Cu
CuO
B
C
Fe
D
Si
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·重庆·二模)下列过程用离子方程式表示正确的是
A.以铁为电极电解溶液的阳极的电极反应式:
B.在溶液中滴加少量溶液:
C.铅蓄电池充电时阴极的电极反应式:
D.把铜粉加入含双氧水的氨水中,溶液变蓝:
3.(2025·湖南·模拟预测)下列反应的离子反应方程式正确的是
A.碘化钾淀粉溶液中加入FeCl3变蓝:2I-+Fe3+= Fe2++I2
B.过量的碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合:
C.向盛有氯化银的试管中滴加氨水:AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-
D.向氢氧化钠稀溶液中加入适量的铝片:
4.(2025·湖南·模拟预测)下列离子方程式或化学方程式正确的是
A.将通入足量的次氯酸钠溶液中,发生反应的离子方程式为
B.向溶液中加入过量的氨水:
C.用铝热法还原金属:
D.向饱和食盐水中先通入足量的,再通入足量的,发生的反应为
5.(2025·河北保定·调研)根据下列实验操作和现象,得出的实验结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
取铝热反应(Al和反应)后的固体,溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液不变红
说明该固体中不含
B
向溶液中加入等浓度等体积的溶液,出现白色沉淀
比更容易结合
C
取少量样品溶于水,加入溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀
原样品已变质
D
向麦芽糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,滴加NaOH溶液调至碱性,再加入银氨溶液,水浴加热,可观察到产生银镜
麦芽糖水解产物具有还原性
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·山西晋中·模拟预测)铝元素的氢氧化物在水中的溶解反应为:,,25℃,与pH的关系如图所示,c为或浓度的值。下列说法错误的是
A.曲线②代表与pH的关系
B.的约为
C.的平衡常数的数量级为
D.向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0,体系中铝元素主要以存在
7.(2025·广东揭阳·模拟预测)下列各组物质中,不能满足有图所示关系的一组是(每个箭头表示一步转化)
选项
X
Y
Z
A
Si
SiO2
Na2SiO3
B
FeCl2
Fe
FeCl3
C
Al2O3
AlCl3
Al(OH)3
D
SO2
SO3
H2SO4
A.A B.B C.C D.D
8.(2025·全国·模拟预测)下列离子方程式正确的是
A.硅酸钠溶液中通入:
B.向烧碱溶液中加入一小段铝片:
C.向新制氯水中滴加少量的溶液:
D.过量铁粉加入稀硝酸中:
1.(2025·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A.金刚石硬度大,可用于制作切削刀具 B.氧化铝具有两性,可用于制作坩埚
C.熔点高,可用于生产光导纤维 D.氨气有还原性,可用于生产铵态氮肥
2.(2025·四川·高考真题)一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。
下列说法错误的是
A.“电炉煅烧”必须隔绝空气 B.浸渣的主要成分是
C.“炉气水洗”使溶于水而与分离 D.“中和沉淀”需要控制溶液的
3.(2025·山东·高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
4.(2024·广西·高考真题)化学与生活息息相关。下列离子方程式书写正确的是
A.用溶液处理水垢中的
B.明矾用于净水:
C.抗酸药中的可治疗胃酸过多:
D.用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的
5.(2024·广东·高考真题)部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
6.(2023·天津·高考真题)下列常见物质及用途,错误的是
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
7.(2024·江西·高考真题)由下列实验事实得出的结论正确的是
实验事实
结论
A
铝和氧化铁反应需要引燃
该反应
B
KI溶液加热浓缩后加入淀粉溶液,溶液变蓝
氧化性:
C
久置的NaOH溶液试剂瓶口出现白色固体
NaOH结晶析出
D
久置的溶液中出现红褐色沉淀
A.A B.B C.C D.D
8.(2025·江西·高考真题)稀散金属镓(,ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为、、、和少量)为原料制备金属镓的工艺流程图如下:
回答下列问题:
(1)滤液1的为,依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图,铝元素在溶液中的主要存在形式为 (填化学式),与碱反应的离子方程式为 、 。
(2)水热再生过程中,需要定量补充固体的目的是 ,以获得高纯度分子筛()材料。滤液2的 (填“大于”或“小于”)滤液1的。
(3)已知树脂片段的结构为。在吸附时,中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是 。
(4)操作X为 。
(5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构,推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因是 。
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专题03 铝及其重要化合物
目录
一、考情探究 2
1.高考真题考点分布 2
2.命题规律及备考策略 2
二、培优讲练 3
考点01 铝的性质及用途 3
考向01 考查铝的性质和用途 5
考向02 考查铝热反应 5
考向03 考查铝与酸、碱反应 6
考点02 铝的化合物 9
考向01 考查氧化铝的性质及用途 10
考向02 考查氢氧化铝的性质及用途 11
考向03 考查明矾的净水原理 12
考点03 “铝三角”与铝图象 14
考向01 考查铝的“价-类”二维图 16
考向02 考查铝与NaOH溶液反应定量计算 17
考向03 考查Al(OH)3沉淀图像分析 18
考向04 考查有关Al(OH)3沉淀的计算 19
考点04 工业制备铝的工艺流程 22
考向01 考查工业制备铝的工艺流程分析 23
好题冲关 24
基础过关 24
题型01 铝的性质及应用 24
题型02 铝热反应 27
题型03 铝与酸、碱反应 31
题型04 铝及其化合物的性质及用途 35
题型05 铝的“价-类”二维图 38
题型06 铝图像 40
题型07 工业制备铝的工艺流程分析 45
能力提升 49
真题感知 54
1. 高考真题考点分布
考点内容
考点分布
铝的性质及用途
2023重庆卷,2023浙江卷
电解法制取铝
2024广东卷
铝的化合物的性质及用途
2025江西卷,2024广东卷,2024浙江卷,2023天津卷,2023浙江卷,2023湖南卷,2023浙江卷
铝热反应
2024江西卷
铝盐与强碱反应
2024贵州卷
明矾的净水作用及原理
2025山东卷,2024广西卷
其他含铝化合物
2025四川卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从命题题型和内容上看,铝及其化合物的性质与应用是高考重要的命题点。一方面考查铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用,另一方面以“铝三角”转化关系为载体,考查图像分析和计算能力等。
【备考策略】
1、能列举、描述、辨识铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。
2、能根据铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题,说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。
3、能说明铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
4、了解铝土矿制备铝的工艺流程原理。
【命题预测】
预测新的一年高考可能会在选择题或化工流程图题中考查金镁、铝、氧化铝、氢氧化铝的性质与应用,如化学方程式或离子方程式的正误判断,或在化工流程图中考查铝及其重要化合物的的转化或去除,题目难度中等偏大。
考点01 铝的性质及用途
1、铝元素的原子结构和存在
(1)铝元素的结构:铝位于元素周期表第三周期ⅢA族,原子结构示意图为。
(2)铝元素的存在:铝元素地壳中含量最丰富的金属,仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态存在。
2、铝的物理性质
铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
3、铝的化学性质
(1)与非金属单质反应
①与O2反应:常温下,铝表面生成一层致密的氧化物,阻止铝和氧气继续反应。
②与Cl2反应:2Al+3Cl22AlCl3
(2)铝的两性
①铝与酸反应(离子方程式):2Al+6H+===2Al3++3H2↑
②铝与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(3)与强氧化性酸反应
①常温下,铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化,属于化学变化。
②与稀硝酸反应:Al+4HNO3===Al(NO3)3+NO↑+2H2O
(4)铝热反应
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等。如MnO2与Al反应:3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3。
②金属焊接,如野外焊接钢轨等。
4、铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应:
若产生氢气的体积比为<<1,则必定
①铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。
5、铝的制备和用途
(1)铝的制备:电解熔融氧化铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
(2)铝的用途:纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等,铝还用作还原剂。
【易错提醒】
1、铝是活泼金属,但铝的抗腐蚀性强,因为铝的表面有一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点,故在酒精灯上加热铝箔直至熔化,熔化的铝并不滴落。
2、铝热反应不仅指铝与Fe2O3反应,铝热反应置换的金属为金属活动性比铝弱的难熔金属。
(1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应,铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。
(2)铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温,引发铝热反应。
(3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
3、常温下铝不能溶于浓硫酸和浓硝酸,不是不反应,而是发生钝化,在表面生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行。
4、铝既能与酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,但是铝不是两性金属,它是一种活泼金属,表现强还原性。
5、铝热剂着火时不能用水灭火,应用沙土盖灭。
6、工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3的方法而不用AlCl3作原料的原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
7、能与铝反应生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液。
8、等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应,生成H2的量相同。
9、等物质的量的酸和碱与足量的铝反应,生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物。( )
2、向氯化铵溶液中投入一个铝片,铝片上产生大量气泡,该气体是氨气。( )
3、能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸,是因为铝的化学性质稳定。不与浓硫酸、浓硝酸反应。( )
4、投入铝片产生氢气的溶液一定呈强酸性。( )
【答案】1.√ 2.× 3.× 4.×
考向01 考查铝的性质和用途
【例1】(2025·安徽·三模)安全生产,警钟长鸣!某大学实验室曾在进行镁铝合金粉末实验过程中发生爆炸造成重大事故。下列有关说法错误的是
A.进入化学实验室必须严格遵守《化学实验室的安全管理制度》
B.镁铝合金粉末与空气中氧气反应剧烈程度受粉尘颗粒大小、粉尘浓度、湿度、温度等因素影响
C.铝为活泼金属,在空气中点燃铝条可以剧烈燃烧
D.含有镁粉的焰火在夜晚燃放时能够产生明亮且耀眼的光芒
【答案】C
【详解】A.进入化学实验室必须严格遵守《化学实验室的安全管理制度》,A正确;
B.镁铝合金粉末与空气中氧气反应剧烈程度受粉尘颗粒大小、粉尘浓度、湿度、温度等因素影响,B正确;
C.铝为活泼金属,但在空气中加热铝条可以发生氧化反应在其表面形成一层致密的氧化物薄膜,不能燃烧,C错误;
D.金属镁燃烧时发出白光,含有镁粉的烟火能够在夜晚绽放时产生明亮且耀眼的光芒,D正确;
故选C。
考向02 考查铝热反应
【例2】(2025·全国·模拟预测)下列实验装置能达到实验目的的是
A.灼烧干海带制海带灰
B.制备固体
C.铝热反应
D.测待测液的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.灼烧干海带制海带灰,应将坩埚放在泥三角上,泥三角放在三脚架上,A错误;
B.为强酸弱碱盐,易发生水解,用制取固体应在气流中加热,用碱石灰吸收尾气及防止空气中水蒸气进入,B正确;
C.铝热反应应用单质铝与氧化铁反应,铁与氧化铝不反应,C错误;
D.测待测液的时应用干净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上,不能将试纸直接放入待测液中,D错误;
故选:B。
考向03 考查铝与酸、碱反应
【例3】(2025·福建龙岩·三模)下列离子方程式正确的是
A.AgCl沉淀溶于氨水:
B.铝和过量NaOH溶液反应:
C.将少量通入NaClO溶液中:
D.溶液中通入少量气体:
【答案】D
【详解】A.AgCl与氨水反应生成可溶的,正确的离子方程式为:,A错误;
B.铝与过量NaOH反应,生成四羟基合铝酸钠和氢气,正确的离子方程式为:,B错误;
C.CO2少量时,与CO2反应生成而非,正确的离子方程式为:,C错误;
D.Fe3+与H2S发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,D正确;
故选D。
【对点1】(2025·福建福州·三模)下列实验操作、现象预测或结论正确的是
A.未打磨的铝片熔化但不滴落;打磨过的铝片熔化并滴落
B.若测得,则有
C.通电一段时间,pH试纸a点附近变红,局部褪色
D.烷烃在碎瓷片催化作用下发生热裂化,生成不饱和烃
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.未打磨的铝片表面有高熔点的保护膜,加热时铝熔化但不熔化,故“熔化但不滴落”;打磨过的铝片在空气中加热时,表面会迅速重新生成,熔化的铝仍被氧化膜包裹,不会滴落,A错误;
B.分解反应为,化学反应速率通常用浓度变化表示,是溶液,其速率单位不能用,且与的化学计量数之比为2:1,但体积速率不适用溶液,B错误;
C.电解饱和食盐水时,石墨接电源正极(阳极),生成使试纸先变红后褪色,C正确;
D.石蜡油(烷烃混合物)在碎瓷片催化下热裂化,断裂碳碳单键生成含双键的不饱和烃,不饱和烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能通入空气,否则不饱和烃会被氧化,结论正确,D错误;
故选C。
【对点2】(2025·陕西咸阳·三模)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已略去),B为常见单质,以下说法不正确的是
A.若C是缺氧环境中常用供氧剂,则A与D在一定条件下可发生氧化还原反应
B.若C是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则C与D反应可能有冒白烟现象
C.若B是用量最大的金属,则E可能是两性氧化物或由极性键构成的非极性分子
D.若A是常见的助燃性气体,B是非金属单质,则D可能是单质不可能是化合物
【答案】D
【详解】A.C为缺氧环境常用供氧剂时,C为Na2O2,若B为O2,A为Na,根据反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,则D为水或CO2,则A(Na)与D(水或CO2)可发生2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、(氧化还原反应),A正确;
B.C为使湿润红石蕊试纸变蓝的气体时,C为NH3,A+B→C为N2和H2合成NH3(B为N2,A为H2),C(NH3)与D反应生成B(N2),若D为Cl2,反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,生成的NH4Cl的现象为白烟,B正确;
C.B为用量最大的金属(Fe),若A为O2,C为Fe3O4,D为Al,反应(E为Al2O3,两性氧化物);若A为H2O(g),C为Fe3O4,D为CO,反应Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(E为CO2,极性键构成的非极性分子),C正确;
D.A为助燃性气体(O2),B为非金属单质S,C为S与O2反应生成SO2,C与D反应生成B(S),D可为化合物H2S(SO2+2H2S=3S↓+2H2O),D错误;
故答案选D。
【对点3】(2025·北京东城·一模)实验:向两支试管中分别加入溶液和稀盐酸,再加入铝片(过量),开始均未观察到明显现象,一段时间后均产生气泡。反应结束后,将两支试管中的溶液混合,有白色沉淀产生。下列分析不正确的是
A.两支试管中反应生成的气体均为氢气
B.开始没有明显现象,说明铝与或盐酸反应的速率小
C.两支试管中生成等量气体时,反应消耗的铝的物质的量相等
D.生成白色沉淀的反应有
【答案】B
【详解】A.由分析可知,铝加入两只试管中反应生成的气体都是氢气,A正确;
B.开始没有明显现象,是因为铝表面的氧化铝先参与反应,B错误;
C.铝参与反应均失去3个电子,生成1个氢气均得到2个电子,根据得失电子守恒,铝与氢气的个数比均为2∶3,则两支试管中生成等量气体时,反应消耗的铝的物质的量相等,C正确;
D.由分析可知,生成的白色沉淀为氢氧化铝,方程式为:,D正确;
故选B。
考点02 铝的化合物
1、氧化铝的性质及用途
物理性质
白色固体,难溶于水,硬度大,熔点很高,是优良耐火材料
化学性质
与酸反应
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
与碱反应
Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
用途
制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石
【易错提醒】
1、与酸反应:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
2、与碱反应:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
这里的酸碱是指强酸、强碱。
2、氢氧化铝的性质及用途
物理性质
白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性
电离方程式
AlO+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-(碱式电离)
化学性质
与酸反应
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
与碱反应
Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]
Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
不稳定性
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
制备
铝盐与足量氨水
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
偏铝酸盐与足量CO2
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
用途
氢氧化铝胶体有较强的吸附性,可用于净水;氢氧化铝碱性不强,可以用作胃酸中和剂
3、明矾
(1)化学式:KAl(SO4)2·12H2O,属于复盐。
(2)净水原理:明矾溶于水时发生电离,电离方程式为KAl(SO4)2===K++Al3++2SO,其中Al3+发生水解反应,离子方程式为是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,产生Al(OH)3胶体,其吸附能力很强,可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀,使水变得澄清。
【易错提醒】
1、Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物,经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。
2、Al(OH)3具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。
3、由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知:与酸反应时相当于三元碱,与碱反应时相当于一元酸。
4、明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,与氯气消毒原理不同。
4、AlCl3的结构与性质
(1)AlCl3熔点、沸点都很低,且会升华,易溶于乙醚等有机溶剂,因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电,AlCl3晶体属于分子晶体,故制备铝时不用AlCl3电解。
(2)AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时,都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图,其中每个铝原子均为sp3杂化,各有1条空的轨道,氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在,桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时,与另一个铝原子的空轨道发生配位,形成σ配位键。
(3)AlCl3能与Cl-生成AlCl4-:AlCl3(aq)+ Cl-(aq)=AlCl4-(aq)
(4)与Al2Cl6类似,AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、氢氧化铝可用于治疗胃酸过多。( )
2、Al2O3的熔点高,可作耐高温材料,实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。( )
3、明矾可作净水剂,起到杀菌消毒的作用。( )
4、除去含Fe3+溶液中的Al3+,可加入过量氨水,过滤。( )
5、除去Fe2O3中混有的Al2O3,可加入足量NaOH溶液,充分反应后过滤。( )
6、除去氧化膜的铝箔在空气中加热,铝箔熔化但不滴落,说明铝易氧化形成氧化膜保护铝。( )
【答案】1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√
考向01 考查氧化铝的性质及用途
【例1】(2025·甘肃金昌·三模)下列化学反应表示错误的是
A.Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2:6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
C.向蓝色CuCl2溶液中加入浓NaCl溶液,发生反应:[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O
D.苯甲酰胺在盐酸中水解:+H2O+NH3↑
【答案】D
【详解】A. Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],化学方程式为Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],A项正确;
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2,生成铬离子和铁离子,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,B项正确;
C.CuCl2溶液呈蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2+,加入氯化钠后氯离子浓度增大,反应产生[CuCl4]2-,反应的离子方程式为[Cu(H2O)4]2++4Cl-=[CuCl4]2-+4H2O,C项正确;
D.苯甲酰胺在盐酸中发生的水解反应的化学方程式为+H2O+HCl+NH4Cl,酸性条件下不能产生氨气,D项错误。
故选D。
考向02 考查氢氧化铝的性质及用途
【例2】(2025·江苏泰州·模拟预测)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.制取
C.制取 D.分离
【答案】C
【详解】A.制取CO2时,使用稀H2SO4与CaCO3反应,因生成的CaSO4微溶于水会覆盖在CaCO3表面,阻止反应持续进行,应选用稀盐酸,A错误;
B.AlCl3与氨水反应,无论氨水是否过量,均生成Al(OH)3沉淀(氨水为弱碱,不能溶解Al(OH)3),无法得到[Al(OH)4]-,B错误;
C.CO2通入含[Al(OH)4]-的溶液中,CO2弱酸,与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀(CO2过量也不溶解Al(OH)3),原理正确;装置中CO2通过长导管通入溶液,可充分接触反应,C正确;
D.分离Al(OH)3沉淀需过滤,过滤时必须用玻璃棒引流,装置中未用玻璃棒引流则操作错误,D错误;
答案选C。
考向03 考查明矾的净水原理
【例3】(2025·安徽马鞍山·二模)生活中处处蕴含化学原理。下列实例与解释不相符的是
A.明矾可用作净水剂,是因为Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性
B.黄豆酱是美味的调味品,是因为发酵时有蛋白质发生水解生成了氨基酸
C.碳酸钠可做膨松剂,是因为其受热分解产生CO2气体可让食品变蓬松
D.绿茶具有抗氧化作用,是因为绿茶中含有的茶多酚具有还原性
【答案】C
【详解】A.明矾净水是因Al3+水解生成Al(OH)3胶体,胶体能吸附杂质,A正确;
B.黄豆酱的鲜味源于发酵过程中蛋白质发生水解生成了氨基酸,B正确;
C.食碳酸钠性质稳定,受热难分解,不能作食品膨松剂;常用作膨松剂的是碳酸氢钠,因其受热易分解产生 CO2气体,C错误;
D.绿茶中含有的茶多酚易被氧化,具有还原性,D正确;
故选C。
【对点1】(2025·河南·模拟预测)以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3,还有Al2O3、CuO),合理利用矿渣可以减少环境污染,变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是
A.“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率
B.“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C.“去铜”过程中,被还原的元素只有铜元素
D.为提高碱式硫酸铁的产率,“调pH”时pH不能过高或过低
【答案】C
【详解】A.由以上分析可知,“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3,反应的化学方程式为,适当提高NaOH溶液的浓度,可加快反应速率,A正确;
B.“酸浸”过程中,Fe2O3、CuO与稀硫酸发生的反应为:、,所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+,B正确;
C.“去铜”过程中,Cu2+与SO2发生氧化还原反应:,Fe3+与SO2发生氧化还原反应:,被还原的元素有两种:铜元素和铁元素,C错误;
D.pH过低时,溶液酸性较强,得不到碱式硫酸铁沉淀;pH过高时,溶液碱性较强,部分Fe3+与OH-直接结合生成沉淀,导致碱式硫酸铁的产率偏低,故为提高碱式硫酸铁的产率,“调pH”时pH不能过高或过低,D正确;
故选C。
【对点2】(2025·重庆·模拟预测)常见金属单质X的转化如下图所示,下列说法错误的是
A.X与铁的氧化物在高温时反应生成 B.是由极性键构成的极性分子
C.B和D都能与酸反应,不能与碱反应 D.X与溶液反应时,水作氧化剂
【答案】C
【详解】A.X与铁的氧化物在高温时发生置换反应生成铁和氧化铝,反应的化学方程式:Fe 2O3+2AlAl 2O3+2Fe,可生成,A正确;
B.a3为O3,是由极性键(中间氧原子呈正电负,两端氧原子呈负电性)构成的极性分子,B正确;
C.Al2O3是两性氧化物,是两性氢氧化物,均既能与强酸反应又能与强碱反应,C错误;
D.Al与溶液反应时,,Al作还原剂,水作氧化剂,D正确;
故选C。
【对点3】(2025·广西河池·二模)某小组探究“影响胶体净水效果的因素”,设计以下四组实验:
实验
污水样本(含悬浮泥沙)
处理方式
静置时间
现象记录(泥沙沉降率)
①
100mL
加入0.5g明矾,搅拌1min
10min
85%
②
100mL
加入0.5g明矾,搅拌3min
10min
92%
③
100mL
加入0.5gNaCl,搅拌1min
10min
15%
④
100mL
不添加物质,直接搅拌1min
10min
10%
根据实验数据,下列分析错误的是
A.实验④可知,搅拌本身无法有效促进泥沙沉降
B.对比①和②可知,胶体吸附能力与胶粒表面积正相关
C.对比③和④可知,加入电解质也能有效促进泥沙沉降
D.对比①和③可知,明矾净水本质是Al3+水解生成胶体净水
【答案】C
【详解】A.实验④中仅搅拌未加物质,泥沙沉降率仅10%,说明搅拌本身无法有效促进沉降,故 A正确;
B.对比①和②,搅拌时间延长可能使明矾更充分水解,胶粒表面积增大,吸附能力增强,沉降率提高,故B正确;
C.实验③加NaCl沉降率15%,实验④不添加物质沉降率10%,可知电解质对沉降影响不大,故 C错误;
D.①沉降率显著高于③,说明明矾净水依赖Al3+水解生成胶体吸附杂质,故D正确;
选C。
考点03 “铝三角”与铝图象
1、 铝及其化合物之间的性质与应用
2、Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系
(1)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
②Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
③Al3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(4)[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
(5)①[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
②[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(6)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
3、铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3+制备Al(OH)3,宜用Al3+与氨水反应:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应:2H2O+AlO+CO2=Al(OH)3↓+HCO
③从节约原料角度,由Al制备Al(OH)3,宜用Al制备Al3+,Al制备AlO,然后将二者混合:Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlO、HS-、SiO、CO、HCO、SO等。
②与AlO不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NH、Fe2+、Fe3+等。
③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3+、NH、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,反应顺序是:Ⅰ.H++OH-===H2O;Ⅱ.Al3++3OH-===Al(OH)3↓(若先与NH反应,则生成的NH3·H2O又使Al3+沉淀且生成NH);Ⅲ.NH+OH-===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlO又与NH反应生成沉淀];Ⅳ.Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]-。
②向含有AlO、CO、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:Ⅰ.OH-+H+===H2O;Ⅱ.[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+ H2O ([Al(OH)4]-比CO先反应);Ⅲ.CO+H+===HCO;Ⅳ.HCO+H+===CO2↑+H2O[HCO比Al(OH)3先反应];Ⅴ.Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
4、与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
方程式
AB:Al3++3OH-===Al(OH)3
BD:Al(OH)3+OH-===[A1(OH)4]-
AB:Al3++4OH-===[A1(OH)4]-
BC:Al3++3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
方程式
AB:[A1(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O
BC:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
AB:[A1(OH)4]-+4H+=Al3++4H2O
BC:Al3++3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓
(3)突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
①明晰横、纵坐标含义,然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3+、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例:
③明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像,如:
图A中,n(H+)∶n(Al3+)=2∶1。
图B中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶1。
图C中,若已知原溶液中含有H+和Mg2+,则可推导出:n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1∶1。
考向01 考查铝的“价-类”二维图
【例1】(2025·辽宁·模拟预测)如图是铁或铝及其相应化合物的“价—类二维图”,下列说法正确的是
A.基态铁、铝原子的未成对电子数目之比为4:3
B.均可通过Y→X制备铁、铝的单质
C.均可以通过一步反应实现Y与Z的相互转化
D.含有铁或铝元素的W的溶液均易水解且使溶液呈酸性
【答案】B
【详解】A.基态铁的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,未成对电子数为4,基态铝的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p1,未成对电子数为1,则基态铁、铝原子的未成对电子数目之比为4:1,故A错误;
B.Y为氧化物,价态为+3价,对应的是Fe2O3、Al2O3,工业上可以通过CO还原氧化铁制取铁单质,电解熔融氧化铝制取铝单质,故B正确;
C.Z为氢氧化物,价态为+3价,对应的是Fe(OH)3、Al(OH)3,Fe(OH)3、Al(OH)3均能加热分解后得到Fe2O3、Al2O3,均能通过一步反应实现Z→Y的转化,但Fe2O3、Al2O3均不能溶于水,因此均不能通过一步反应实现Y→Z的转化,故C错误;
D.W为盐溶液,价态为+3价,三价铁水解可以使溶液呈酸性,但W为偏铝酸盐时,溶液水解呈碱性,故D错误;
故答案选B。
考向02 考查铝与NaOH溶液反应定量计算
【例2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,某兴趣小组用如下实验装置将0.60g铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测得生成的氢气体积为672mL(已转换成标准状况)。下列说法不正确的是
A.合金中铝的质量分数为90%
B.读数时必需使甲、乙中液面左右相平
C.锥形瓶中发生反应的离子方程式为:2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑
D.导管a的作用主要是平衡气压,使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下
【答案】C
【详解】A.设Al的物质的量为xmol,Mg的物质的量为ymol,可根据质量关系得出27x+24y=0.6g,根据与NaOH反应产生的氢气体积得出=0.03mol,解得 x = 0.02 mol,y = 0.0025 mol,则铝的质量 = 27 × 0.02 = 0.54g,镁的质量 = 24 × 0.0025 = 0.06 g,铝的质量分数 = 0.54 g ÷ 0.60 g×100% = 90%,A正确;
B.读数时要使甲、乙中液面左右相平,使容器中的压强保证与大气压一致,从而减少误差,B正确;
C.锥形瓶中金属铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子反应为:,C错误;
D.导管a能使锥形瓶与分液漏斗连接,使上下两部分压强相等,作用主要是平衡气压,使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下,D正确;
故选C。
考向03 考查Al(OH)3沉淀图像分析
【例3】(2025·山东泰安·调研)下列有关的图象不正确的是
A.图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B.图B是向中通入二氧化碳
C.图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D.图D是向氯化铝溶液中滴加氨水
【答案】B
【详解】A.向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,先发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,后发生反应Al(OH)3+OH-=,生成沉淀和沉淀溶解消耗氢氧化钠溶液的体积比为3:1,图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,故A正确;
B.向中通入二氧化碳,反应生成碳酸钠和氢氧化铝沉淀,二氧化碳过量后氢氧化铝也不溶解,故B错误;
C.向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝,先发生反应Al3++4OH-=,后发生反应3+Al3+=4Al(OH)3↓,开始没有沉淀,后有沉淀生成,故C正确;
D.氯化铝溶液中滴加氨水,反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,氨水过量后,氢氧化铝也不溶解,故D正确;
选B。
【思维建模】
有关氢氧化铝生成的图像分析
基本坐标图像
实验现象及反应原理
衍生坐标图像
化学反应原理
向铝盐溶液中加强碱
现象:先沉淀后溶解
注:如果向强碱中加铝盐,开始无明显现象,后生成沉淀
Al3+和Mg2+(或Fe3+)混合溶液加碱的反应:Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
向偏铝酸盐溶液中加强酸
现象:先沉淀后溶解注:如果向强酸中加偏铝酸盐,开始无明显现象,后生成沉淀
AlO2-和OH-混合溶液加酸的反应:
H++OH-===H2O
4H++AlO2-===Al3++2H2O
AlO2-和SiO32-混合溶液加酸的反应:SiO32-+2H+===H2SiO3↓4H++AlO2-===Al3++2H2O
向铝盐溶液中加弱碱
现象:生成沉淀量不断增加,后不变
Al3+和H+混合溶液加氨水的反应
H++NH3·H2O ===NH4++H2O
Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH4+
向偏铝酸盐溶液中加弱酸
现象:生成沉淀量不断增加,后不变
AlO2-和OH-混合溶液通入CO2的反应:2OH-+CO2=== CO32-+H2O
AlO2-+CO2+2H2O === Al(OH)3↓+HCO3-
考向04 考查有关Al(OH)3沉淀的计算
【例4】(2025·广东中山·调研)向物质的量浓度均为1mol/L的HCl、AlCl3、MgC12、NH4Cl混合溶液中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液,得到如图图象。下列有关说法正确的是 ( )
A.沉淀的最大物质的量为2mol
B.c-d段会产生标况下22.4LNH3
C.d-e段发生的反应为Al3++4OH-=AlO+2H2O
D.滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Al3+、Mg2+、NH、Al(OH)3
【答案】D
【详解】A.因原混合溶液的体积未知,故无法判断沉淀的最大物质的量, A错误;
B.c~d段为NH4Cl与NaOH溶液反应,产生NH3的量无法计算,B错误;
C.d~e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,C错误;
D.H+、Mg2+、NH、Al(OH)3结合氢氧根离子的能力逐渐减弱,故滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Mg2+、NH、Al(OH)3,D正确;
答案选D。
【对点1】(2025·广东广州·模拟预测)“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观,下图是及其部分化合物的“价类”二维图。下列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应 B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“”代表偏铝酸盐 D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【答案】B
【详解】A.反应③是铝盐转化为偏铝酸盐,其离子方程式为,反应④是偏铝酸盐转化为铝盐,离子方程式为,反应⑥是铝盐转化为碱,离子方程式为,反应⑦是碱转化为偏铝酸盐,离子方程式为,上述反应均为复分解反应,故A正确;
B.反应①是铝转化为铝盐,加酸可以实现转化,反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝,加入碱实现转化,两反应所加试剂不可能相同,故B错误;
C.根据价类二维图可知,d为偏铝酸盐,故C正确;
D.反应④是偏铝酸盐转化为铝盐,离子方程式为,反应⑤是偏铝酸盐转化为碱,离子方程式为均可以通过加酸实现转化,故D正确;
答案选B。
【对点2】(2025·上海·调研)称取两份铝粉,第一份加入足量浓氢氧化钠溶液,第二份加入足量盐酸,如要放出等量的气体,两份铝粉的质量之比为
A.1:3 B.3:1 C.1:1 D.4:3
【答案】C
【详解】由2Al∼6HCl∼2NaOH∼3H2↑,酸、碱均足量时,Al完全反应,由反应的关系式可知,生成等量的氢气,消耗等量的Al,所以两份铝粉的质量之比为1:1,
答案选C。
【对点3】(2025·新疆巴音郭楞·模拟预测)下列图象均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图,则其中正确的是
A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.向等物质的量浓度的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
【答案】C
【详解】A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先产生Al(OH)3沉淀,然后沉淀逐渐溶解,沉淀量达到最大时消耗NaOH溶液的体积和溶解沉淀消耗NaOH溶液的体积之比为3:1,A项错误;
B.向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸,开始时发生反应AlO+H++H2O =Al(OH)3↓,随着稀盐酸的加入,发生反应Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,B项错误;
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始时发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,当Al3+沉淀完全后,发生反应NH+OH-=NH3·H2O,此时氢氧化铝沉淀的物质的量不变,继续滴加NaOH溶液,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,三个反应中消耗NaOH溶液的体积之比为3:1:1,C项正确;
D.向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量,①发生反应Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;②发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,此时沉淀的物质的量不变;③发生反应2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3,产生沉淀;④发生反应CO+H2O+CO2=2HCO ⑤发生反应BaCO3+H2O+CO2=Ba(HCO3)2,沉淀部分溶解,D项错误;
答案选C。
【对点4】(2025·四川成都·模拟预测)某无色溶液中可能含有、、、、、、等离子。现进行如下实验:
①向10mL该溶液中加溶液至过量,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99g白色沉淀;
②另取10mL该溶液,滴加NaOH溶液,随NaOH溶液的加入,沉淀和气体物质的量变化如图所示。
下列说法不符合事实的是
A.根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1
B.根据信息分析该溶液中存在焰色反应呈紫色的离子
C.bc段发生反应的离子方程式为:
D.另取一定量该溶液滴加一定量溶液,能使和同时完全沉淀
【答案】D
【详解】A.经过上述分析计算,NaOH浓度为1mol/L,故A正确;
B.根据溶液电中性原则,溶液中一定有K+离子,故B正确;
C.bc段是加入氢氧化钠沉淀溶解,发生了,故C正确;
D.和的物质的量分别是0.01mol和0.03mol,加入氢氧化钡溶液,当离子完全沉淀时,已经加入了0.06molOH-离子,此时Al(OH)3沉淀早已经溶解完全,两种离子不能同时完全沉淀,故D错误;
答案选D。
考点04 工业制备铝的工艺流程
1、工业制铝的工艺流程—碱溶法
(1)①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式
①Al2O3+2OH-===2AlO+H2O,SiO2+2OH-===SiO+H2O。
③AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,SiO+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化,因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛,经济效益好。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有SiO2杂质,在电解时它不会影响铝的纯度是因为SiO2的熔点很高,在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化。
2、工业制铝的工艺流程—酸溶法
(1)①、②中可能发生反应的离子方程式。
①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
②Al3++4OH-===AlO+2H2O,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+是因为:Al(OH)3只能溶于强碱,不能溶于氨水,若用氨水则不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
考向01 考查工业制备铝的工艺流程分析
【例1】(2025·辽宁·模拟预测)氧化铝是工业上电解制铝的原料,工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,还含有Fe2O3,SiO2等)为原料制取氧化铝的流程如图所示,下列说法错误的是
A.滤渣可用于炼铁
B.实验室可在蒸发皿中加热分解氢氧化铝
C.步骤①、②、③中均不涉及氧化还原反应
D.实验室中进行过滤时,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
【答案】B
【详解】A.流程中滤渣主要成分为氧化铁,可用于炼铁,A项正确;
B.固体加热要在坩埚中进行,B项错误;
C.流程中第一步发生反应、,第二步发生反应,第三步是二氧化碳和氢氧化钠和偏铝酸钠的反应,都不涉及氧化还原反应,C项正确;
D.过滤时,必须有烧杯、漏斗和玻璃棒,D项正确;
综上所述答案为B。
【对点1】(2025·湖北武汉·调研)铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成中的一种重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如图:
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应I”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“滤渣1”的主要成分为氧化铁
D.“反应III”的化学方程式为4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl
【答案】B
【详解】A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎,增大接触面积,A正确;
B.滤液中含有过量NaOH和NaAlO2溶液,加入NaHCO3溶液后分别与OH-、反应,反应的离子方程式OH-+= +H2O、++H2O=+Al(OH)3 ↓,与泡沫灭火器的原理不同,故B错误;
C.铝土矿加NaOH溶解时,Al2O3溶解而Fe2O3不反应,则过滤所得滤渣I主要成分为氧化铁,故 C正确;
D.由分析可知,“反应III”的化学方程式为4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl ,故D正确;
答案选B。
题型01 铝的性质及应用
1.(2025·湖南长沙·一模)化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.人体易吸收Fe2+,补铁时应适当补充维生素C,利用了维生素C的还原性
B. CaCO3是水泥生产中不可缺少的原料,它可以调节水泥的硬化速率
C.聚氨酯泳衣能有效提升游泳速度,其成分属于天然高分子
D.厨卫管道常因留有油脂、毛发、菜渣造成堵塞,可用固体管道疏通剂(主要成分为NaOH和Al2O3)疏通
【答案】A
【详解】A.维生素C具有强的还原性,能将Fe3+还原为Fe2+,促进人体吸收和利用,这是利用了维生素C的还原性,A正确;
B.水泥生产中使用石膏(CaSO4)来调节硬化速率,而不是利用CaCO3,B错误;
C.聚氨酯是人工合成的有机高分子材料,而不属于天然高分子,C错误;
D.管道疏通剂中NaOH可分解油脂和蛋白质,变为可溶性物质,但Al2O3与NaOH反应仅生成NaAlO2和水,不会产生气体,实际上管道疏通剂通常用铝粉与NaOH在热水中反应产生H2气体来辅助疏通管道,D错误;
故合理选项是A。
2.(2025·广东清远·二模)劳动创造美好生活,下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
工业生产:技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板
铝能形成致密氧化膜
B
生产活动:向葡萄酒中添加适量的
具有杀菌和抗氧化作用
C
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾含N、P、K等元素
D
自主探究:果蔬电池
电解池原理
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铝可与氧气反应生成致密的氧化层,能保护内部的铝不被氧化,因此具有很好的抗腐蚀性,A项不符合题意;
B.因具有杀菌和抗氧化的作用,故葡萄酒中添加,可起到防腐的作用,B项不符合题意;
C.因厨余垃圾中含有N、P、K等元素,故可用厨余垃圾制肥料,C项不符合题意;
D.果蔬电池利用了原电池的工作原理,D项符合题意;
答案选D。
3.(2025·安徽·模拟预测)根据下列实验操作及现象,能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
现象
A
验证金属活泼性:
向盛有浓硝酸的两支试管中分别加入除去氧化膜的相同大小形状的镁条和铝条
加入镁条的试管中迅速产生红棕色气体,加入铝条的试管中无明显现象
B
验证氧化性:、
向含相同物质的量浓度的混合溶液中依次加入少量氯水和,振荡,静置
溶液分层,下层呈紫红色
C
探究不同价态硫元素的转化
向和的混合溶液中加入浓硫酸
溶液变浑浊,证明和发生了氧化还原反应
D
检验CO还原的生成物中是否含有
取反应后的固体溶于稀盐酸,滴加NaOH溶液
若有红褐色沉淀生成,则还原产物中含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.浓硝酸具有强氧化性,常温下会使Al表面钝化形成氧化膜,阻止反应,而Mg在浓硝酸中剧烈反应,无法据此比较金属活动性,A错误;
B.CCl4层显紫红色,说明Cl2氧化生成,则氧化性:,Cl2优先氧化生成,说明还原性:,则氧化性:, B正确;
C.浓硫酸能氧化Na2S生成S单质,干扰Na2SO3氧化Na2S,根据实验现象不能说明和发生了氧化还原反应,C错误;
D.和中均含有三价铁,若有剩余,则也有红褐色沉淀生成,无法区分Fe3O4与Fe2O3,D错误;
故答案选:B。
4.(2025·四川达州·模拟预测)科技兴则民族兴,科技强则国家强。下列科技产品含有的物质属于无机非金属材料的是
A.长征三号乙运载火箭外壳所用的铝合金
B.奋斗者号隔音材料所用的聚氨酯泡沫
C.中国芯生产所用的硅
D.5G-A基站建造时所用的钢筋混凝土
【答案】C
【详解】A.铝合金属于金属材料,A错误;
B.聚氨酯泡沫属于有机高分子材料,B错误;
C.硅属于无机非金属材料,C正确;
D.钢筋混凝土属于复合材料,D错误;
故选C。
5.(2025·浙江·一模)下列含铝元素物质的制备方案正确的是
选项
目标产物
制备方案
A
Al
电解氯化铝
B
溶液蒸发结晶
C
在干燥的气流中脱水
D
向氯化铝溶液中加入足量溶液后,过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.电解氯化铝无法得到金属铝,工业上通过电解熔融氧化铝制备铝,氯化铝为共价化合物,熔融态不导电,A错误;
B.溶液蒸发结晶时,水解生成和HCl,HCl挥发使水解加剧,最终无法得到,B错误;
C.在干燥HCl气流中脱水,HCl抑制水解,可制得无水,C正确;
D.向溶液中加入过量NaOH会生成,溶解,无法通过过滤得到,D错误;
故答案选C。
6.(2025·广西·三模)广西的物质文化丰富多彩。下列有关说法正确的是
A.陆川铁锅的熔点和硬度均高于纯铁
B.平果铝业通过电解熔融氧化铝生产铝
C.“横县大粽”中的肉馅富含油脂,油脂属于天然高分子化合物
D.东兰壮族服饰原材料为棉、麻,其主要成分与淀粉互为同分异构体
【答案】B
【详解】A.合金的熔点通常低于纯金属,而硬度高于纯金属,陆川铁锅是铁的合金,因此熔点应低于纯铁,A错误;
B.工业上通过电解熔融氧化铝(加入冰晶石降低熔点)生产铝,选项描述符合实际工艺,B正确;
C.油脂的分子量较小(通常几百至几千),而高分子化合物的分子量需上万,因此油脂不属于天然高分子化合物,C错误;
D.棉、麻的主要成分是纤维素,与淀粉的分子式均为,但n值不同且结构不同,二者不属于同分异构体,D错误;
故答案为B。
题型02 铝热反应
1.(2025·吉林延边·模拟预测)关于实验安全及实验事故的处理,下列说法或做法错误的是
A.稀硝酸沾在皮肤上,用大量水冲洗后涂抹稀烧碱溶液
B.观察铝热反应时,不能近距离观察
C.钠在中燃烧的实验方案中标有图标
D.实验室中与乙醇必须分开保存
【答案】A
【详解】A.稀硝酸沾在皮肤上,应先用大量水冲洗,再涂抹弱碱性物质(如碳酸氢钠溶液)中和;烧碱(NaOH)为强碱,具有强腐蚀性,涂抹会造成二次伤害,A错误;
B.铝热反应剧烈放热,生成高温熔融物,近距离观察易被烫伤或飞溅物伤害,不能近距离观察,B正确;
C.钠在Cl2中燃烧,Cl2为有毒气体,需要开启排风扇(题目中图标合理),C正确;
D.Na2O2为强氧化剂,乙醇为易燃还原性有机物,二者接触可能发生氧化还原反应引发危险,必须分开保存,D正确;
故选A。
2.(2025·湖南长沙·三模)下列离子方程式或化学方程式正确的是
A.用铝热法还原金属:
B.将通入足量的次氯酸钠溶液中,发生反应的离子方程式为:
C.溶液除去水垢中的离子方程式:
D.向饱和食盐水中先通入足量的,再通入足量的,发生的反应为:
【答案】C
【详解】A.铝热反应中Al是还原剂,正确反应应为Fe2O3与Al反应生成Al2O3和Fe,选项A的反应物和生成物颠倒,不符合铝热反应原理,应为A错误;
B.SO2与ClO-发生氧化还原反应,但H+会与过量ClO-结合生成HClO,正确方程式应,选项B未体现HClO生成且出现H+,不符合实际,B错误;
C.CaCO3的溶度积比CaSO4小,发生沉淀转化生成CaCO3沉淀,离子方程式正确,C正确;
D.饱和食盐水中应生成NaHCO3沉淀,正确方程式需包含Na+,选项D未体现Na+参与反应,方程式不完整,应为,D错误;
故选C。
3.(2025·江西上饶·一模)通过实验、观察、类比、推理等方法得出正确的结论是化学学习的方法之一。下列实验操作、现象和解释都正确的是
选项
操作
实验现象
解释
A
向某钾盐溶液中滴加浓盐酸,产生的气体再通入品红溶液
品红溶液褪色
该钾盐为或
B
向久置的氯水中滴入紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
HCl具有酸性使石蕊变红,HClO具有漂白性使之褪色
C
将某无色气体通入溴水,再滴入HCl酸化的溶液
溴水褪色,出现白色沉淀
该无色气体为
D
将某铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液
溶液变红色
该铝热剂中一定含有氧化铁
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.钾盐与浓盐酸反应生成的气体使品红褪色,可能为SO2(K2SO3或KHSO3和浓盐酸反应),但也可能为Cl2(如KClO3与浓盐酸反应),A错误;
B.久置的氯水中HClO已分解,仅含HCl,滴入石蕊应只变红、不会褪色,现象错误,B错误;
C.SO2与溴水反应生成,加HCl酸化的BaCl2生成BaSO4沉淀,现象与解释一致,C正确;
D.将某铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液,溶液变红色,含Fe3+,铝热剂中可能含有Fe3O4或Fe2O3,无法确定一定含Fe2O3,D错误;
故选C。
4.(2025·重庆·三模)黄铁矿(含)的转化如下图所示。下列说法正确的是
A.a具有永久漂白性 B.能与发生铝热反应
C.与溶液不反应 D.铁与不同浓度的溶液反应的产物可能不同
【答案】D
【详解】A.a为SO2,SO2的漂白性是与有色物质结合生成不稳定的无色物质,加热后会恢复原色,属于暂时性漂白,不具有永久漂白性,A错误;
B.b为Fe3O4,铝热反应是Al与比Al活泼性弱的金属氧化物反应生成Al2O3和金属单质,Al2O3不能作为铝热反应的反应物,B错误;
C.c为SO3,SO3与水反应生成H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和HCl,C错误;
D.d为H2SO4,铁与稀H2SO4反应生成FeSO4和H2,与浓H2SO4在加热条件下反应生成Fe2(SO4)3、SO2和H2O,产物不同,D正确;
故选D。
5.(2025·江西·一模)下列化学物质的应用,体现其氧化性的是
A.晶体硅用作太阳能电池板 B.用氢氟酸雕刻玻璃
C.用于自来水的杀菌消毒 D.铝用于焊接铁轨
【答案】C
【详解】A.晶体硅将光能转化为电能,未发生氧化还原反应,不体现氧化性,A错误;
B.氢氟酸与SiO2反应生成SiF4和H2O,属于非氧化还原反应,B错误;
C.ClO2通过强氧化性杀灭水中细菌,自身被还原,体现氧化性,C正确;
D.铝在铝热反应中作为还原剂,被氧化,体现还原性,D错误;
故选C。
6.(2025·陕西·三模)下列实验装置不能达到实验目的的是
①验证SO2具有还原性
②分离I2和NaCl固体
③模拟侯氏制碱法获得NaHCO3
④可用于制备金属锰
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【详解】A.装置①中,将盐酸滴入Na2SO3固体中,反应生成SO2气体等,溴水和酸性KMnO4溶液都具有强氧化性,通入SO2气体后溶液褪色,证明SO2具有还原性,A能达到实验目的;
B.装置②中,将和NaCl固体混合物加热,升华后在盛有冷水的烧瓶底部凝华,而NaCl的沸点高,仍留在烧瓶底部,从而实现与NaCl固体的分离,B能达到实验目的;
C.装置③中,将极易溶于水的NH3通入饱和食盐水中,易发生倒吸,而通入CO2的导管口没有插入饱和食盐水中,CO2溶于饱和食盐水中的量很少,难以获得NaHCO3晶体,C不能达到实验目的;
D.装置④中,用镁条、氯酸钾引发二氧化锰和铝粉混合物发生铝热反应,生成锰和氧化铝,滴落在盛有沙子的蒸发皿中,D能达到实验目的;
故选C。
题型03 铝与酸、碱反应
1.(2025·山西·模拟预测)常温下,一定能大量共存的离子组是
A.使甲基橙呈红色的溶液中:、、、
B.在的醋酸溶液中:、、、
C.在的溶液中:、、、
D.与反应能放出的溶液中:、、、
【答案】B
【详解】A.使甲基橙呈红色的溶液呈酸性,I-与ClO-在酸性条件下发生氧化还原反应,不能共存,A错误;
B.醋酸溶液中H+浓度较高,在酸性条件下稳定,Br-与H+无反应,各离子可共存,B正确;
C.在Na[Al(OH4]溶液中,Fe3+会与发生双水解,不能共存,C错误;
D.与Al反应放H2的溶液可能为强酸性或强碱性:酸性条件下与H⁺形成强氧化环境,Fe2+被氧化;碱性条件下Fe2+生成Fe(OH)2沉淀,D错误;
故选B。
2.(2025·山西·模拟预测)某混合物可能含有、、、,为探究该混合物成分,某兴趣小组设计如图分析方案。下列说法正确的是
A.固体可能是纯净物也可能是混合物
B.若m1>m2,则原混合物中一定含有Al
C.蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2+、Fe2+
D.向溶液中通入足量的,一定可观察到有白色沉淀生成
【答案】C
【详解】A.固体P是步骤II中过量盐酸反应后剩余的不溶物。固体N含Cu和Fe2O3,加入盐酸后Fe2O3生成Fe3+,Fe3+与Cu反应,因流程图中有固体P,说明Cu过量,剩余Cu不溶,故P只能是Cu(纯净物),不可能是混合物,A错误;
B.m1>m2说明原混合物中部分物质溶解(与NaOH反应),可能是Al或Al2O3(二者均与NaOH反应),不一定含Al,B错误;
C.蓝绿色溶液由Cu2+(蓝色)和Fe2+(浅绿色)混合形成。固体N含Cu和Fe₂O₃,Fe₂O₃与盐酸生成Fe3+,Fe3+与Cu反应生成Cu2+和Fe2+,故溶液中一定含Cu2+、Fe2+,C正确;
D.溶液N若含(Al或Al2O3与NaOH反应生成),通入CO2生成Al(OH)₃沉淀;若原混合物无Al和Al2O3,溶液N仅含过量NaOH,通入CO2无沉淀,D错误;
故选C。
3.(2025·山西太原·模拟预测)下列过程中对应的离子方程式书写正确的是
A.溶于稀硝酸:
B.通入石灰乳中制取漂白粉:
C.利用铝粉和NaOH溶液制取少量:
D.利用覆铜板制作印刷电路板:
【答案】C
【详解】A.Ag2CO3是难溶物,不能拆,正确反应为,A错误;
B.石灰乳中的Ca(OH)2为悬浊液,不能拆,正确反应为,B错误;
C.铝与NaOH溶液反应生成[Al(OH)4]-和H2,C正确;
D.电荷不守恒,正确反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,D错误;
故选C。
4.(2025·广东广州·三模)某化学兴趣小组用废弃易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg等杂质)制备明矾的流程如图所示:
下列说法正确的是
A.NaOH溶液可改用氨水 B.生成“沉淀”的过程产生大量气体
C.滤渣中含有Fe、Mg D.“操作a”为蒸发结晶
【答案】C
【详解】A.NaOH溶液的作用是溶解Al生成Na[Al(OH)4],氨水为弱碱,与Al不反应,无法溶解Al得到溶液,A错误;
B.生成“沉淀”的反应为Na[Al(OH)4]与NH4HCO3反应,离子方程式为+=Al(OH)3↓+NH3·H2O(或+ =Al(OH)3↓++H2O),无CO2气体产生,B错误;
C.Al与NaOH溶液反应溶解,Fe、Mg不与NaOH反应,故滤渣含Fe、Mg,C正确;
D.明矾为结晶水合物[KAl(SO4)2·12H2O],“操作a”需经蒸发浓缩、冷却结晶得到,不能直接蒸发结晶(易失去结晶水),D错误;
故选C。
5.(2025·广东广州·三模)劳动最光荣。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
环保研究员:用溴水检验废水中是否含苯酚
苯酚能发生显色反应
B
交通警察:用酒精测试仪(含重铬酸钾)检测酒驾
乙醇具有还原性
C
清洁工人:用管道疏通剂(含烧碱和铝粒)疏通管道
铝和氢氧化钠溶液反应生成大量氢气
D
化工工人:用油脂为原料制肥皂
油脂在碱性条件下可水解为高级脂肪酸盐
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.苯酚与溴水反应生成白色沉淀是取代反应,而显色反应通常指苯酚使FeCl3显紫色,因此用溴水检验苯酚与“显色反应”无关联,A符合题意;
B.重铬酸钾在酸性条件下氧化乙醇,乙醇作为还原剂被氧化,说明其具有还原性,B不符合题意;
C.铝与强碱(如NaOH)反应生成氢气,同时放热,产生的气体可疏通管道,C不符合题意;
D.油脂在碱性条件下水解(皂化反应)生成高级脂肪酸盐(肥皂)和甘油,D不符合题意;
故选A。
6.(2025·北京石景山·一模)以废钴酸锂正极材料(主要含和Al)和废磷酸亚铁锂正极材料(主要含LiFePO4和Al)为原料联合提取钴和锂的一种流程示意图如下。
已知:ⅰ.Al和强碱反应时,铝元素转化为。
ⅱ.酸性条件下,氧化性比强,被还原为。
ⅲ.固体B和固体C按配料。
ⅳ.、的溶度积分别为:、。
(1)中Co元素的化合价为 。
(2)用NaOH溶液处理原料时,反应的离子方程式是 。
(3)相同条件下,和沉淀趋势随pH的变化如下图所示。
①写出硫酸浸出时反应的化学方程式 。
②混合液调的原因 。
③混合液时, 填“>”或“<”)。
(4)有机相用硫酸反萃取,分液后得到溶液,加入溶液沉钴。写出“沉钴”反应的离子方程式 。
(5)理论上,和反应的与固体B中的物质的量之比是 。
(6)分析联合提取钴和锂的优势 。
【答案】(1)+3
(2)
(3) 时,铁元素主要以的形式存在,钴元素主要以的形式存在,有利于钴元素和铁元素的分离 <
(4)
(5)1:22
(6)减少双氧水的用量;使锂、钴同时转化为目标产物
【详解】(1)LiCoO2中锂元素化合价+1价,氧元素化合价-2价,计算得到Co元素的化合价+3价;
(2)用NaOH溶液处理原料时,Al与NaOH溶液反应,反应的离子方程式是:;
(3)①固体B中主要是LiFePO4,固体C主要是LiCoO2,硫酸浸出时反应的化学方程式为:LiFePO4+LiCoO2+2H2SO4═FePO4+CoSO4+Li2SO4+2H2O;
②混合液调pH=1.8的原因是:pH≈1.8 时,铁元素主要以FePO4的形式存在,钴元素主要以Co2+的形式存在,有利于钴元素和铁元素的分离;
③混合液c(Fe3+)=1×10-5mol/L时,Ksp(FePO4)=c(Fe3+)×c(PO)=1.3×10-22,c(PO)=mol/L=1.3×10-17mol/L,Ksp[Co3(PO4)2]=c3(Co2+)×c2(PO)=2.0×10-35,c(Co2+)=mol/L<1mol/L;
(4)有机相用硫酸反萃取,分液后得到CoSO4溶液,加入NH4HCO3溶液沉钴,“沉钴”反应的离子方程式为:;
(5)固体B和固体C按n(LiFePO4):n(LiCoO2)=1.1:1配料,酸性条件下,LiCoO2氧化性比H2O2强,LiCoO2被还原为Co2+,根据反应LiFePO4+LiCoO2+2H2SO4═FePO4+CoSO4+Li2SO4+2H2O和得失电子守恒,理论上,和LiFePO4反应的H2O2与固体B中的LiFePO4物质的量之比1:22;
(6)分析联合提取钴和锂的优势是:减少双氧水的用量;使锂、钴同时转化为目标产物。
题型04 铝及其化合物的性质与用途
1.(2025·江苏南京·模拟预测)以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
【答案】B
【详解】A.根据信息①可知,“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸,故A正确;
B.由于要制备碱式氯化铝,为了不引入杂质,“酸溶”时不能用硫酸代替盐酸,故B错误;
C.根据信息②知,“蒸发浓缩”和“稀释”均能减小溶液中HCl的浓度,使溶液的pH为4.2~4.5,有利于沉降得到碱式氯化铝,故C正确;
D.碱式氯化铝可水解生成Al(OH)3胶体,胶体具有吸附性,可用于净水,故D正确;
选B。
2.(2025·陕西咸阳·三模)绿矾可用作净水剂、催化剂等。用某种含铁矿石(主要含Fe、Cu、Al、S元素)制备绿矾的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.“焙烧”时产生的尾气可用苛性钠或纯碱溶液来吸收,以实现“碳中和”目标
B.“碱浸”主要目的是除铝,涉及反应为:
C.“滤渣”是和的混合物,X是Fe粉,作用是除铜的同时还原
D.“一系列操作”应包括隔绝空气、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥
【答案】D
【详解】A.焙烧含S元素的矿石,尾气主要成分为SO2,苛性钠或纯碱溶液可吸收SO2,但“碳中和”针对CO2减排,SO2吸收与碳中和无关,A错误;
B.焙烧时Al单质会被氧化为Al2O3,碱浸除铝的反应应为Al2O3与OH⁻反应:Al2O3+2OH⁻+3H2O=2,B错误;
C.碱浸时,Fe、Cu的氧化物(如Fe2O3、CuO)不与NaOH反应,故“滤渣”为Fe、Cu的氧化物,而非Fe(OH)3和Cu(OH)2,C错误;
D.绿矾含Fe2+,易被氧化,“一系列操作”需隔绝空气防止Fe2+氧化,同时通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥获得结晶水合物,D正确;
故选D。
3.(2025·陕西西安·模拟预测)下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A.检验气体中含SO2和SO3
B.灼烧Al(OH)3
C.融化纯碱
D.制取氨气
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.二氧化硫能使品红溶液褪色,而三氧化硫与水反应生成的硫酸不能使品红溶液褪色,但三氧化硫被品红溶液吸收,故该装置无法检验出三氧化硫,不能达到实验目的,A错误;
B.灼烧氢氧化铝需要在坩埚中进行,B正确;
C.瓷坩埚中含有二氧化硅,高温下熔融的碳酸钠与二氧化硅反应,应该选用铁坩埚,C错误;
D.长颈漏斗与外界相通,制备的氨气会通过长颈漏斗进入空气中,D错误;
故选B。
4.(2025·广东广州·二模)部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.存在的转化 B.一定是化合反应
C.存在的反应 D.电解e的水溶液可得到a
【答案】C
【详解】A.Al2O3不溶于水,无法一步Al2O3由转化为Al(OH)3,A错误;
B.Na2O2与水反应生成NaOH,化学方程式为,该反应不是化合反应,,B错误;
C.即Al2O3与NaOH反应生成四羟基和铝酸钠(钠盐),化学方程式为,存在该反应,C正确;
D.e为钠盐,电解钠盐的水溶液得不到Na单质,电解熔融的钠盐才能得到Na单质,D错误;
故选C。
5.(2025·北京海淀·三模)下列反应的离子方程式正确的是
A.溶液中滴加足量溶液:
B.在氨水中通入少量的气体:
C.溶液中通入少量:
D.将等物质的量浓度的和溶液以体积比混合:
【答案】B
【详解】A.NaOH过量,产物为,离子方程式:,故A错误;
B.氨水过量,产物为(NH4)2SO3,故B正确;
C.苯酚钠过量,产物为苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式:,故C错误;
D.将等物质的量浓度的和溶液以体积比1∶1混合,反应生成硫酸钡沉淀、一水合氨、水,反应的离子方程式:,故D错误;
故答案为B。
6.(2025·陕西西安·调研)工业上用铝土矿(含及与其他物质不反应的杂质)制备较高纯度的主要工艺流程有很多步骤,下列操作步骤中最恰当的组合是
①加盐酸溶解;②加烧碱溶液溶解;③过滤;④通入过量生成沉淀;⑤加入盐酸生成沉淀;⑥加入过量烧碱溶液;⑦洗涤并煅烧
A.①⑥⑤③⑦ B.②③④③⑦ C.②③⑤③⑦ D.①③⑤③⑦
【答案】B
【详解】从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取Al2O3,主要应用Al2O3能与强碱溶液反应,生成可溶性Na[Al(OH)4]溶液,过滤除去其他不溶性杂质,向滤液中通入酸性气体CO2,生成Al(OH)3沉淀,过滤,洗涤,加热分解Al(OH)3得到Al2O3;若先用盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3均溶解,制取Al(OH)3的步骤较多;从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3,若加盐酸不容易控制量的多少,故B符合题意,故答案选B。
题型05 铝的“价-类”二维图
1.(2025·安徽滁州·模拟预测)部分含Al或含Si物质的价类二维图如下,下列推断正确的是(其中为阿伏加德罗常数的数值)
A.将木材浸入到g的水溶液可以防火
B.1mol晶体e中含有共价键的数目为
C.肯定存在a→b→c和a→e→f的直接转化
D.d→c和g→f的转化均可通过向溶液中加入足量盐酸来实现
【答案】A
【详解】A.g的水溶液为的水溶液,的水溶液俗称水玻璃,具有黏结力强、耐高温等特性,可以用作黏合剂和防火剂,故A正确;
B.晶体e为晶体,晶体中每个Si原子与4个O原子形成共价键,含有,故B错误;
C.不能一步反应生成,也不能一步反应生成,故C错误;
D.d为,向溶液中加入足量盐酸生成的是AlCl3溶液,g为,向溶液中加入足量盐酸生成的是H2SiO3,故D错误;
故答案选A。
2.(2025·陕西安康·模拟预测)铝及其部分化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法错误的是
A.反应⑤⑥基本类型相同
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.1mola完全转化为b时失去3mol电子
D.物质的类别处“”代表偏铝酸盐
【答案】B
【详解】A.反应⑤是偏铝酸盐转化为氢氧化铝,其离子方程式为;反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝,其离子方程式为,两反应均属于复分解反应,故A正确;
B.反应①是铝转化为铝盐,加酸可以实现转化,反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝,加入碱可以实现转化,两反应所加试剂不可能相同,故B错误;
C.a转化为b时Al元素的化合价由0价升高到+3价,1mola完全转化为b时失去3mol电子,故C正确;
D.根据“价类二维图”可知a为Al,b为Al2O3,c为铝盐,e为Al(OH)3,c与d、d与e可以相互转化,根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为偏铝酸盐,D正确;
故答案选B。
3.(2025·广东佛山·一模)部分含Na或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图,下列推断合理的是
A.在空气中加热e,一定能生成d
B.在d(s)→g(aq)→h(s)的转化过程中,一定有颜色变化
C.在b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程中,一定均为氧化还原反应
D.若可用f制取a,a一定可以在Cl2中燃烧生成+2价氯化物
【答案】B
【详解】A.在空气中加热氢氧化亚铁时,氢氧化亚铁会与空气中的氧气、水蒸气反应生成生成氢氧化铁,氢氧化铁受热分解生成氧化铁,无法得到氢氧化亚铁,故A错误;
B.氧化亚铁能与稀硝酸反应生成硝酸铁,硝酸铁能与碱溶液反应氢氧化铁,转化过程中,颜色变化为黑色固体→棕黄色溶液→红褐色沉淀,则在FeO(s)→Fe3+(aq)→Fe(OH)3(s)的转化过程中,一定有颜色变化,故B正确;
C.b(aq)→c(aq)→h(s)的转化过程可能为电解饱和食盐水生成氢氧化钠,氢氧化钠溶液与铁离子或铝离子反应生成氢氧化铁沉淀或氢氧化铝沉淀,生成氢氧化铁沉淀或氢氧化铝沉淀的反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故C错误;
D.可用f制取a,说明a为铝、f为氧化铝,铝在氯气中燃烧生成+3价氯化铝,故D错误;
故选B。
题型06 铝图像
1.(2025·重庆沙坪坝·调研)下列图象表示错误的是
0
A.图A是向盐酸中滴加溶液
B.图B是向溶液中滴加溶液
C.图C是向和物质的量2∶1的混合稀酸溶液中逐渐加入粉
D.图D是向和物质的量2∶1的混合溶液中通入
【答案】D
【详解】A.向盐酸中滴加 NaAlO2溶液,先生成AlCl3,开始一段时间内没有沉淀生成,当盐酸全部转化为AlCl3后,AlCl3与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀,发生的反应方程式为NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O、AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl,消耗的V(NaAlO2)之比为1:3,图像符合,故A正确;
B.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液,设n[NH4Al(SO4)2]=2mol,反应第一步:3Ba2++3+2Al3++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,此时沉淀增速最快,对应曲线斜率最大;消耗3mol Ba(OH)2,生成2mol Al(OH)3;第一步反应Al3+全部沉淀,剩余1mol和2mol,之后发生反应第二步:Ba2+++2+2OH-=BaSO4↓+2NH3•H2O,第二步全部沉淀,沉淀达到最大值,消耗1mol Ba(OH)2;再加入1mol Ba(OH)2时OH-过量,Al(OH)3溶解,发生反应第三步:2Al(OH)3+2OH-=2+4H2O[扩大2倍,与第一步生成的2mol Al(OH)3对应],沉淀减少一部分;这三步反应消耗的Ba(OH)2的物质的量之比为3:1:1,故B正确;
C.H2SO4和HNO3物质的量2:1的混合稀酸溶液中,H+与之比为5:1,设n(HNO3)=1mol,则混合稀酸溶液中,n(H+)=5mol,n()=1mol,逐渐加入Fe粉,发生反应第一步:Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O,有气体NO产生,当全部消耗时,剩余1mol H+,生成1mol Fe3+和1mol NO,消耗1mol Fe;之后发生第二步反应:Fe+Fe3+=Fe2+(扩大倍,为了与第一步生成的Fe3+对应),无气体产生,当Fe3+全部转化为Fe2+后,消耗0.5mol Fe;之后发生第三步反应:Fe+H+=Fe2++H2↑(消耗第一步反应剩余1mol H+,故方程式扩大倍),有气体产生,消耗0.5mol Fe,这三步反应消耗的Fe比例为2:1:1,图像正确,故C正确;
D.NaOH和Ca(OH)2物质的量2:1的混合溶液中,Ca2+和OH-的物质的量之比为1:4,设n(NaOH)=2mol,n[Ca(OH)2]=1mol,则n(Ca2+)=1mol、n(OH-)=4mol;通入CO2,发生反应第一步:Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O,此时有CaCO3沉淀产生,当Ca2+完全沉淀时,沉淀达最大值,消耗1mol CO2、2molOH-,之后发生反应第二步:2OH-+CO2=+H2O,此时无现象,当OH-完全反应时,消耗1molCO2;之后发生反应第三步:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,此时无现象,当完全反应时,消耗1mol CO2;再之后发生反应第四步:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,此时沉淀逐渐溶解,当CaCO3完全反应时沉淀完全溶解,消耗1mol CO2;则产生沉淀消耗的CO2的物质的量:无现象消耗的CO2的物质的量:沉淀溶解消耗的CO2的物质的量=1:2:1,故D错误;
故选:D。
2.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)某学习小组探究向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1HCl溶液,测得溶液中某几种离子物质的量变化如图所示(不考虑盐类水解),下列说法正确的是
A.a曲线表示的离子方程式为+H+=
B.b和c曲线表示的离子反应不相同
C.M点时,溶液中沉淀的质量为3.9g
D.原混合溶液中c(Na+)︰c()︰c()=3︰2︰1
【答案】C
【详解】A.结合以上分析可知,a曲线表示的离子方程式为+H++H2O=Al(OH)3↓,故A错误;
B.结合以上分析可知,b和c曲线表示的离子反应相同,故B错误;
C.盐酸50mL时,偏铝酸钠中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀,加50mL盐酸之后,反应,氢氧化铝沉淀不溶解,则M点沉淀的质量和盐酸50mL时沉淀的质量相同,由反应离子方程式:+H++H2O=Al(OH)3↓可知,n(Al(OH)3)=n(NaAlO2)=n(HCl)=0.05mol,m(Al(OH)3)=0.05mol×78g/mol=3.9g,故C正确;
D.第一、第二阶段消耗的盐酸的体积都是50mL,所以消耗的氯化氢的物质的量相等,依据第一阶段、第二阶段发生反应:+H++H2O=Al(OH)3↓,+H+=可知,与的物质的量之比为1:1,根据电荷守恒可知,原混合液中c(Na+)︰c()︰c()=3︰1︰1,故D错误;
故选C。
3.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是
A.甲向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.乙向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.丙向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.丁向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
【答案】C
【详解】A.向AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量,发生反应化学方程式为AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl、NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O则消耗NaOH的物质的量为3:1,A不正确;
B.向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量,发生反应的化学方程式为NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl、3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O,消耗盐酸的物质的量为1:3,B不正确;
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,起初为Al3+与OH-发生反应生成Al(OH)3沉淀,然后为与OH-反应生成NH3和水,最后为Al(OH)3与OH-反应生成和水,C正确;
D.向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量,最后一步反应为BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2,沉淀的物质的量减小,D不正确;
故选C。
4.(2025·湖北黄冈·调研)下列示意图与对应的反应情况正确的是
A.含0.01molKOH和0.01molCa(OH)2的混合溶液中缓慢通入CO2
B.NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液
C.KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液
D.Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入盐酸
【答案】B
【详解】A.CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,然后CO2与KOH反应生成K2CO3,此时沉淀还不会溶解减少,接下来CO2继续与K2CO3反应生成KHCO3,最后CO2与CaCO3反应,沉淀溶解直至完全消失,故A错误;
B.NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,Ba2+与一开始就生成BaSO4沉淀,至完全沉淀,沉淀的量不再变化,故B正确;
C.设KAl(SO4)2有1mol,则含有1molAl3+和2mol,1molAl3+完全沉淀时消耗1.5mol Ba(OH)2,生成1molAl(OH)3沉淀,同时生成1.5molBaSO4沉淀,仍有0.5mol未沉淀,此时沉淀的物质的量总共为2.5mol,再继续滴加Ba(OH)2时,设再滴加xmol Ba(OH)2,则继续生成xmolBaSO4沉淀,而将会溶解2xmol Al(OH)3沉淀,所以沉淀减少的物质的量大于生成的沉淀的物质的量,故总的沉淀的物质的量将减少,而不会再增加,因此,当沉淀的物质的量达到最大值时,再加Ba(OH)2,沉淀的物质的量是减小的,即沉淀的物质的量增加的曲线只有一段而不是两段,故C错误;
D.Na[Al(OH)4]即NaAlO2,加入稀盐酸,与H +先生成沉淀达到最大值,然后沉淀逐渐溶解至完全消失,故D错误;
故选:B。
5.(2025·上海崇明·模拟预测)将足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】将足量的二氧化碳不断通入氢氧化钠、氢氧化钡、偏铝酸钠的混合溶液中,二氧化碳优先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,沉淀的物质的量增大,当氢氧化钡溶液完全反应后,通入的二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,沉淀的物质的量不变,当氢氧化钠溶液完全反应后,通入的二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀,沉淀的质量增大,当偏铝酸钠溶液完全反应后,通入的二氧化碳与反应生成的碳酸钠反应生成碳酸氢钠,沉淀的质量不变,当碳酸钠溶液完全反应后,通入的二氧化碳与反应生成的碳酸钡反应生成碳酸氢钡,沉淀的物质的量减少,则C图符合生成沉淀的物质的量与通入二氧化碳的体积的关系;
故选C。
6.(2025·安徽合肥·模拟预测)将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是
A.o-a段反应的化学方程式是:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
B.b-c段反应的离子方程式是:2AlO+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO
C.a-b段与c-d段所发生的反应相同
D.d-e段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的消失所致
【答案】C
【详解】A.由上述分析可知,o-a段发生反应:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O,A项正确;
B.由上述分析可知,b-c段反应的离子方程式是:2AlO+ CO2 +3H2O = 2Al(OH)3↓ + CO,B项正确;
C.由上述分析可知,a-b段发生反应:2KOH+CO2=K2CO3+H2O,c-d段发生反应:CO+CO2+H2O=2HCO,C项错误;
D.d-e段发生反应BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2,导致沉淀的减少,D项正确;
答案选C。
题型07 工业制备铝的工艺流程分析
1.(2025·湖北荆州·模拟预测)以磷肥生产中的副产物氟硅酸(H2SiF6)为原料制备高纯氟化铝,可以解决萤石资源日益匮乏的现状。其中一种新工艺流程如图所示:
已知:①常温下,0.05 mol/L H2SiF6溶液的pH为1;
②熔点:AlCl3 192℃,AlF3 1090℃,SiCl4 –70℃;沸点:SiF4 –86℃。
下列有关说法不正确的是
A.AlCl3固体是分子晶体,而AlF3固体是离子晶体
B.氟硅酸与硫酸钠反应的离子方程式为 + 2Na+ = Na2SiF6↓
C.工业上电解熔融氯化铝生产铝
D.“气相沉积”工序中,投入气态形式的无水氯化铝,可使反应更充分,产品纯度更高
【答案】C
【详解】A.AlCl3沸点低,AlF3 的沸点高,可知AlCl3固体是分子晶体,而AlF3固体是离子晶体,故A正确;
B.常温下,0.05 mol/L H2SiF6溶液的pH为1,可知H2SiF6是强酸;氟硅酸与硫酸钠反应生成Na2SiF6沉淀,反应的离子方程式为 + 2Na+ = Na2SiF6↓,故B正确;
C.AlCl3固体是共价化合物,熔融状态不导电,不能电解熔融氯化铝生产铝,工业上电解熔融氧化铝生产铝,故C错误;
D.“气相沉积”工序中,投入气态形式的无水氯化铝,增大反应物接触面积,可使反应更充分,产品纯度更高,故D正确;
选C。
2.(2025·辽宁丹东·二模)钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为,含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下:
下列说法错误的是
A.“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积,常采用“逆流”操作
B.滤渣1的主要成分为,滤渣2的主要成分为
C.已知+5价Ta具有一定的氧化性,“酸化”时硫酸比盐酸更合适
D.在实验室模拟“灼烧”工序,主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等
【答案】D
【详解】A.沸腾炉焙烧采用“逆流”操作可增加气固接触面积,使反应更充分,故A正确;
B.焙烧后生成的Fe2O3不溶于NaOH溶液,滤渣1为Fe2O3;浸取液中NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀,滤渣2为Al(OH)3,故B正确;
C.+5价Ta有氧化性,盐酸中Cl-易被氧化,所以“酸化”时硫酸比盐酸更合适,故C正确;
D.灼烧时Li2CO3分解产生Li2O,Li2O与石英坩埚中的SiO2反应,应使用铁坩埚,故D错误;
选D。
3.(2025·湖南岳阳·一模)实验室模拟利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
已知:难溶于水。
下列有关描述错误的是
A.“碱浸”发生反应的为:
B.“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
C.“酸溶”反应中可以换成
D.“沉钴”时若浓度太大,可能导致产品不纯
【答案】C
【详解】A.碱浸操作,废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去,发生反应的为:,故A正确;
B.操作①为过滤操作,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故B正确;
C.由分析知,H2O2被氧化,作还原剂,不能选用O2,故C错误;
D.“沉钴”时若浓度太大,溶液碱性较强会产生Co(OH)2杂质,导致产品不纯,故D正确;
答案选C。
4.(2025·河北唐山·模拟预测)铝土矿是生产金属铝的最佳原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠()的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀):
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为:
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为
【答案】B
【详解】A.在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎,可以增大接触面积,提高“碱溶”效率,故A正确;
B.“反应Ⅰ”是 ,与泡沫灭火器的原理不相同,故B错误;
C.“电解Ⅱ”是电解碳酸钠溶液,阳极的电极反应式为,故C正确;
D.“反应Ⅲ”是氯化铝和NaH反应生成和氯化钠,化学方程式为,故D正确;
选B。
5.(2025·江西九江·模拟预测)陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高的特点,利用含钴废料(主要成分为,还含有少量的铝箔,等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图:
已知:pH较大时,易形成沉淀。
下列有关说法正确的是
A.酸溶反应中物质A可以是或
B.操作1和操作2都用到的玻璃仪器是玻璃棒
C.无机相中溶质的主要成分是
D.为了提高沉钴率,“沉钴”时可用饱和溶液
【答案】C
【详解】A.酸溶之后,Co元素从+3价转化为Co2+,即在酸溶步骤中Co元素被还原,说明物质A具有还原性,H2O2可以是还原剂,但不能用O2,A选项错误;
B.经过操作1得到滤液2,说明操作1为过滤操作,需要用到玻璃棒;经操作2得到有机相和无机相,说明操作2为萃取操作,主要的玻璃仪器为分液漏斗,B选项错误;
C.滤液2中主要含CoSO4和Li2SO4,经过萃取操作(操作2)实现两者分离,有机相中为CoR2,无机相中溶质的主要成分是Li2SO4,C选项正确;
D.Na2CO3溶液为碱性,pH较大时,Co2+易形成Co(OH)2沉淀,导致沉钴率降低,故不能用饱和Na2CO3溶液,D选项错误;
故答案选C。
6.(2025·山东青岛·调研)锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6)可用低温重构—直接浸出技术制备碳酸锂,同时得到氧化铝,工艺流程如图。下列说法错误的是
A.“水热反应”为
B.“滤渣1”和“滤渣2”主要成分相同
C.冶炼金属锂和金属铝均可用电解其熔融氯化物的方法
D.流程中不涉及氧化还原反应
【答案】C
【详解】A.“水热反应”中LiAlSi2O6与NaOH反应生成相应的盐,反应为:,故A正确;
B.“滤渣1”和“滤渣2”主要成分均为硅酸,故B正确;
C.AlCl3为共价化合物,冶炼金属铝采用电解熔融氧化铝,故C错误。
D.流程中各步转化过程中均不存在化合价变化,不涉及氧化还原反应,故D正确;
故选:C。
1.(2025·安徽阜阳·一模)物质之间是可以相互转化的。下列物质之间能通过图中所示实现一步转化的是
选项
X
Y
Z
A
Cu
CuO
B
C
Fe
D
Si
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.Cu→CuO可通过铜与氧气加热实现;Cu→Cu(OH)2不能一步完成(Cu需先转化为铜盐,再与碱反应),且CuO→Cu(OH)2也无法一步实现(CuO不溶于水),A错误;
B.Al2O3→Al(OH)3不能一步完成(Al2O3不溶于水,需先转化为铝盐或偏铝酸盐再反应),B错误;
C.Fe→FeCl3(Fe在Cl2中燃烧)、Fe→FeCl2(Fe与HCl反应)均可一步实现;FeCl3→FeCl2(加Fe)、FeCl2→FeCl3(通Cl2)也能一步完成,C正确;
D.Na2SiO3→SiO2不能一步完成(需先与酸反应生成H2SiO3,再加热分解),D错误;
故答案选C。
2.(2025·重庆·二模)下列过程用离子方程式表示正确的是
A.以铁为电极电解溶液的阳极的电极反应式:
B.在溶液中滴加少量溶液:
C.铅蓄电池充电时阴极的电极反应式:
D.把铜粉加入含双氧水的氨水中,溶液变蓝:
【答案】D
【详解】A.以铁为电极电解氯化钠溶液时,铁在阳极上失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,电极反应式为,故A错误;
B.氢氧化钠溶液与少量硫酸铝铵溶液反应,氢氧化钠过量,反应生成硫酸钠、四羟基合铝酸钠和一水合氨,反应的离子方程式为,故B错误;
C.铅蓄电池充电时,与直流电源负极相连的铅电极为电解池的阴极,硫酸铅在阴极得到电子发生还原反应生成铅和硫酸根离子,电极反应式为,故C错误;
D.把铜粉加入含双氧水的氨水中,溶液变蓝发生的反应为铜与过氧化氢和氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的离子方程式为,故D正确;
故选D。
3.(2025·湖南·模拟预测)下列反应的离子反应方程式正确的是
A.碘化钾淀粉溶液中加入FeCl3变蓝:2I-+Fe3+= Fe2++I2
B.过量的碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合:
C.向盛有氯化银的试管中滴加氨水:AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-
D.向氢氧化钠稀溶液中加入适量的铝片:
【答案】C
【详解】A.碘化钾淀粉溶液中加入FeCl3,Fe3+与I-反应生成I2和Fe2+,I2与淀粉作用生成蓝色物质,反应的离子方程式为2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,A错误;
B.过量碳酸氢钠溶液与澄清石灰水反应时,可以氢氧化钙为基准,确定水和CaCO3沉淀的化学计量数,化学方程式:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,离子方程式:2+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+ +2H2O,B错误;
C.向盛有氯化银的试管中滴加氨水:AgCl+2NH3= [Ag(NH3)2]++Cl-,NH3作为配体,C正确;
D.该离子方程式得失电子不守恒,正确的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑,D错误;
故答案选C。
4.(2025·湖南·模拟预测)下列离子方程式或化学方程式正确的是
A.将通入足量的次氯酸钠溶液中,发生反应的离子方程式为
B.向溶液中加入过量的氨水:
C.用铝热法还原金属:
D.向饱和食盐水中先通入足量的,再通入足量的,发生的反应为
【答案】A
【详解】A.将通入足量的次氯酸钠溶液中发生氧化还原反应,离子方程式为,A正确;
B.已知不溶于过量氨水中,故向溶液中加入过量氨水的离子方程式为,B错误;
C.该反应的本质是金属性较强的铝置换出金属性较弱的铁:,C错误;
D.向饱和食盐水中先通入足量的,再通入足量的,反应生成沉淀和:,D错误;
故答案选A。
5.(2025·河北保定·调研)根据下列实验操作和现象,得出的实验结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
取铝热反应(Al和反应)后的固体,溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液不变红
说明该固体中不含
B
向溶液中加入等浓度等体积的溶液,出现白色沉淀
比更容易结合
C
取少量样品溶于水,加入溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀
原样品已变质
D
向麦芽糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,滴加NaOH溶液调至碱性,再加入银氨溶液,水浴加热,可观察到产生银镜
麦芽糖水解产物具有还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.该固体中的Fe与铁离子反应,干扰了检验结果,滴加KSCN溶液不变红,无法判断是否含有Fe2O3,A项错误;
B.向溶液中加入等浓度等体积的溶液,出现白色沉淀,说明生成了Al(OH)3沉淀,符合较强酸制较弱酸的特点,说明比更容易结合,B项正确;
C.酸性条件下,具有强氧化性的硝酸根离子会将亚硫酸氢根离子氧化为能与钡离子生成硫酸钡白色沉淀的硫酸根离子,则向亚硫酸氢铵溶液中加入硝酸钡溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀不能说明原样品已变质,C项错误;
D.向麦芽糖溶液中加入少量稀硫酸,加热,滴加NaOH溶液调至碱性,再加入银氨溶液,水浴加热,可观察到产生银镜,不能说明麦芽糖水解产物具有还原性,因为麦芽糖含有醛基,本身就具有还原性,D项错误;
故选B。
6.(2025·山西晋中·模拟预测)铝元素的氢氧化物在水中的溶解反应为:,,25℃,与pH的关系如图所示,c为或浓度的值。下列说法错误的是
A.曲线②代表与pH的关系
B.的约为
C.的平衡常数的数量级为
D.向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0,体系中铝元素主要以存在
【答案】B
【详解】A.由分析可知,曲线②代表与pH的关系,A正确;
B.由图象,pH=4.9时c(H+)=1×10-4.9,c(OH-)=1×10-9.1,-lg c()=5,c()=1×10-5mol/L,则的Ksp= c()·c3(OH-)=1×10-32.4,B错误;
C.pH=3.2时,①,K1= Ksp[]= c()·c3(OH-)=1×10-32.4,②,K2=,③的平衡常数K3=,即平衡常数数量级为10-33,C正确;
D.向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0,根据图象,pH=8.0时,c()、值极小,则体系中元素M主要以存在,D正确;
答案选B。
7.(2025·广东揭阳·模拟预测)下列各组物质中,不能满足有图所示关系的一组是(每个箭头表示一步转化)
选项
X
Y
Z
A
Si
SiO2
Na2SiO3
B
FeCl2
Fe
FeCl3
C
Al2O3
AlCl3
Al(OH)3
D
SO2
SO3
H2SO4
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.硅酸钠无法直接转化为硅,A错误;
B.铁和氯气反应生成氯化铁,氯化铁能还原成氯化亚铁,氯化亚铁能被还原为铁,能实现转化,B正确;
C.氧化铝和盐酸反应,可生成氯化铝,氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝,氢氧化铝加热分解得到氧化铝,能实现转化,C正确;
D.二氧化硫点燃生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,浓硫酸加热可得到二氧化硫,能实现转化,D正确;
故选A。
8.(2025·全国·模拟预测)下列离子方程式正确的是
A.硅酸钠溶液中通入:
B.向烧碱溶液中加入一小段铝片:
C.向新制氯水中滴加少量的溶液:
D.过量铁粉加入稀硝酸中:
【答案】B
【详解】A.硅酸钠溶液中通入:,若二氧化碳过量则发生反应:,A项错误;
B.Al与NaOH反应生成和氢气,离子方程式正确,B项正确;
C.向新制氯水中滴加少量的溶液,Fe2+和Br-分别被完全氧化为Fe3+和Br2,反应方程式为,C项错误;
D.过量铁粉加入稀硝酸中:,D项错误;
答案选B。
1.(2025·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A.金刚石硬度大,可用于制作切削刀具 B.氧化铝具有两性,可用于制作坩埚
C.熔点高,可用于生产光导纤维 D.氨气有还原性,可用于生产铵态氮肥
【答案】A
【详解】A.金刚石是天然存在的最硬物质,硬度大的性质使其非常适合用于制作切削、研磨工具,A正确;
B.氧化铝具有两性,但制作坩埚主要利用其高熔点和化学稳定性,以耐受高温和腐蚀,两性并非制作坩埚的关键性质,B错误;
C.光导纤维的生产主要利用二氧化硅的光学性质,如高透明度和低光损耗,而非高熔点,C错误;
D.氨气具有还原性,但生产铵态氮肥(如硫酸铵、硝酸铵)主要利用其碱性(与酸反应生成铵盐),还原性与铵态氮肥生产无直接关联,D错误;
故选A。
2.(2025·四川·高考真题)一种主要成分为和的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中,电炉煅烧发生的反应为:。
下列说法错误的是
A.“电炉煅烧”必须隔绝空气 B.浸渣的主要成分是
C.“炉气水洗”使溶于水而与分离 D.“中和沉淀”需要控制溶液的
【答案】C
【详解】A.“电炉煅烧”时生成,可与氧气反应,故必须隔绝空气,A正确;
B.根据分析可知,浸渣的主要成分是,B正确;
C.“炉气水洗”因、CO均不溶于水,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,使与分离,C错误;
D.“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸,不会溶解生成的(只溶于强酸强碱中),但需要控制溶液的,防止生成,D正确;
故选C。
3.(2025·山东·高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【详解】A.明矾水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;
B.漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正确;
C.食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;
D.小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确;
故选B。
4.(2024·广西·高考真题)化学与生活息息相关。下列离子方程式书写正确的是
A.用溶液处理水垢中的
B.明矾用于净水:
C.抗酸药中的可治疗胃酸过多:
D.用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的
【答案】A
【详解】A.用溶液处理水垢中的CaSO4,生成溶解度更小的碳酸钙,,A项正确;
B.水解方程式不对,明矾是硫酸铝钾晶体,溶于水,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可用于净水:,不写沉淀符号,B项错误;
C.物质拆分不对,抗酸药中的可治疗胃酸过多,属于难溶性碱,离子方程式:,C项错误;
D.未配平方程式,用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的,D项错误;
故答案选A。
5.(2024·广东·高考真题)部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
【答案】B
【详解】A.若a在沸水中可生成e,此时a为Mg,e为Mg(OH)2,即f为镁盐,a→f的反应有多种,可能为,该反应属于置换反应,可能为,该反应属于化合反应,综上a→f的反应不一定是化合反应,故A错误;
B.e能转化为d,此时e为白色沉淀,d为红褐色沉淀,说明在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化,故B正确;
C.由题意得,此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为胶体,c应为铁盐,加热铁盐的饱和溶液,也有可能直接得到沉淀,故C错误;
D.假设b为Al2O3,即d为,c为铝盐,Al2O3、与稀盐酸反应均生成铝盐,此时组成a的元素为Al,位于周期表p区;假设b为Fe2O3,即d为,c为铁盐,Fe2O3、与稀盐酸反应均生成铁盐,此时组成a的元素为Fe,位于周期表d区,故D错误;
故选B。
6.(2023·天津·高考真题)下列常见物质及用途,错误的是
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
【答案】D
【详解】A.胃酸中含有HCl,氢氧化铝可以与HCl反应,能用于治疗胃酸过多,A正确;
B.SiO2具有良好的光学特性,可用于制造光导纤维,B正确;
C.Fe2O3是一种红色粉末,俗称铁红,常用作红色染料,C正确;
D.钠能与水反应生成易燃性气体氢气,不能使用水基灭火器扑灭,D错误;
故选D。
7.(2024·江西·高考真题)由下列实验事实得出的结论正确的是
实验事实
结论
A
铝和氧化铁反应需要引燃
该反应
B
KI溶液加热浓缩后加入淀粉溶液,溶液变蓝
氧化性:
C
久置的NaOH溶液试剂瓶口出现白色固体
NaOH结晶析出
D
久置的溶液中出现红褐色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.铝热反应大量放热,反应需要引燃和反应放热还是吸热无关,A错误;
B.KI溶液加热浓缩过程中,I-被空气中O2氧化生成I2,加入淀粉溶液后变蓝,根据氧化还原反应的强弱规律,氧化性:O2>I2,B正确;
C.氢氧化钠会和空气中二氧化碳发生反应生成碳酸钠,故久置的NaOH溶液试剂瓶口出现的白色固体是碳酸钠,C错误;
D.亚铁离子和Fe(OH)2都有较强的还原性,易被空气中氧气氧化,故久置的FeCl2溶液中出现红褐色Fe(OH)3沉淀和Ksp大小无关,D错误;
本题选B。
8.(2025·江西·高考真题)稀散金属镓(,ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为、、、和少量)为原料制备金属镓的工艺流程图如下:
回答下列问题:
(1)滤液1的为,依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图,铝元素在溶液中的主要存在形式为 (填化学式),与碱反应的离子方程式为 、 。
(2)水热再生过程中,需要定量补充固体的目的是 ,以获得高纯度分子筛()材料。滤液2的 (填“大于”或“小于”)滤液1的。
(3)已知树脂片段的结构为。在吸附时,中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是 。
(4)操作X为 。
(5)硅-钾化肥可改良土壤环境。依据其一有效组分的晶胞结构,推测该组分中钾离子能被植物吸收的原因是 。
【答案】(1)
(2) 使溶液中的为 大于
(3)配位作用
(4)浓缩结晶、过滤
(5)钾离子处在结构的层间及空洞中,能够通过阳离子交换释放
【详解】(1)根据分析,滤液1的为,依据(Ⅲ)和(Ⅳ)的分布系数图,铝元素在溶液中的主要存在形式为,硅元素在溶液中的主要存在形式为与,故与碱反应的离子方程式为、;
(2)根据分析,加入固体水热再生的目的是获得高纯度分子筛()材料,同时得到含有的滤液2,水热再生过程中,为了使溶液中的为,需要定量补充固体,更好地得到。滤液1的主要成分为、、、,向滤液1中加入水解后呈碱性的固体后过滤得到滤液2:2K4SiO4+2KAl(OH)4+3H2O=2↓+8KOH、2K3HSiO4+2KAl(OH)4+H2O=2↓+6KOH,滤液的碱性变强,故滤液2的大于滤液1的;
(3)已知树脂片段的结构为,其中的N与O原子均存在孤电子对,的中心镓离子提供空轨道,形成配位键,则在吸附时,中心镓离子与树脂间存在的主要相互作用是配位作用;
(4)根据分析,用树脂吸附滤液2中的,再加入K2S、KOH进行进行树脂解吸得到含的溶液,将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S晶体,得到富镓溶液,故操作X为浓缩结晶、过滤;
(5)从晶胞结构来看,钾离子处在结构的层间及空洞中,钾离子与晶胞结构中的其他离子结合力较弱,能够通过阳离子交换释放,从而脱离晶胞进入土壤中,能被植物吸收。
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