3.2.4与铝有关工艺流程题和图像题 同步考点精练— 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦铝的工艺流程与图像分析，分层设计基础应用与综合提升题，通过工业情境与实验操作题，巩固物质转化与反应规律，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础应用层|铝的提取流程、试剂作用、简单图像分析|以工业冶炼铝为主情境，考查单一反应与分离操作，对应化学观念| |综合提升层|多杂质处理、跨实验操作（如萃取）、混合离子图像推断|结合废料回收等真实情境，考查流程分析与图像数据处理，体现科学思维与探究实践|

3.2.4与铝有关工艺流程题和图像题同步考点精练— 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册 考点1与铝有关工艺流程题 考点2与铝有关的图像题 考点1与铝有关工艺流程题 1、工业上用铝土矿（主要成分，含杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图。下列叙述不正确的是 A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也 是盐酸 B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁 C．图中所示转化反应有氧化还原反应 D．“电解”加入冰晶石能降低氧化铝的熔融温度 2、联合处理高炉渣（主要成分为CaO、MgO、Al2O3和SiO2等）和炼钢烟气（CO2和水蒸气），可实现资源回收利用，有效减少环境污染，其主要流程如下： 下列说法不正确的是 A．焙烧产生的气体主要成分是NH3 B．水浸1过滤所得滤渣的主要成分是CaSO4 C．浓缩结晶所得的铝产品NH4Al(SO4)2·12H2O可用于净水 D．水浸2过滤所得滤液中的溶质可在上述流程中循环再利用 3、工业上用铝土矿(主要成分，含、等杂质)冶炼铝的主要流程如下： (注：碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀) 下列叙述错误的是 A．操作Ⅰ适当增大NaOH溶液浓度可提高的浸取速率 B．通入过量的离子方程式为：Al(OH)4-+ CO2 +2H2O = H2O+Al（OH）3↓+HCO， C．实验室进行操作Ⅳ的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等 D．熔融电解生成的铝和氧气的物质的量之比为4：3 4、以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是(　　) A．加入CaO在减少SO2排放的同时生成建筑材料CaSO4 B．向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3 C．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶5 D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来 5、工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，下列叙述错误的是 A．步骤①中，试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液 B．步骤②中，主要的离子反应可能是Al(OH)4-+ CO2 +2H2O = H2O+Al（OH）3↓+HCO， C．步骤③中，加热固体常在蒸发皿中完成 D．步骤④中，在电解装置的阴极得到液态金属铝 6、陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔，LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图： 下列有关描述错误的是 A．“滤液①”主要成分是NaAlO2 B．“操作①”、“操作②”的分离方法不同 C．“酸溶”反应中H2O2可以换成O2 D．“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大将导致产品不纯，其原因是溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质 7、实验室分离和的流程如图： 已知在浓盐酸中生成黄色配离子，该配离子在乙醚(，沸点)中生成缔合物。下列说法错误的是 A．酸化后，铁元素在溶液中主要以形式存在 B．萃取分液时，有机层从分液漏斗上口倒出 C．反萃取后，铁元素在溶液中主要以形式存在 D．蒸馏时，用酒精灯直接加热蒸馏烧瓶以加快蒸馏速度 8、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图。 已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成Al(OH)3、NH3和NaHCO3。下列说法错误的是 A. “碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O＝2[Al(OH)4]－＋3H2↑ B. 可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子 C. 用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液，需要将水缓慢加入浓硫酸中 D. “一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4 考点2与铝有关的图像题 9、某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。 方案①：2.7gAlX溶液 Al(OH)3沉淀 方案②：2.7gAlY溶液Al(OH)3沉淀 NaOH和HCl的浓度均是3 mol/L，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH和HCl时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法不正确的是 A．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液 B．在O点时两方案中所得溶液浓度相等 C．a、b曲线表示的反应都是非氧化还原反应 D．X溶液是AlCl3溶液，Y溶液显碱性 10、将一定质量的Mg-Al合金投入200mL稀H2SO4溶液中，充分反应，向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是 A．140ml时溶液中溶质的物质的量为0.1mol B．当沉淀的物质的量为0.1mol时，加入NaOH溶液溶液体积一定为140 mL C．合金充分反应后，剩余硫酸的物质的量为0.1mol D．题中试剂浓度分别是 c(H2SO4)=1.5mol/L、c(NaOH)=5 mol/L 11、某溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Al3+、Fe2+、CO、SO中的几种。①若加入锌粒，用排空气法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法不正确的是 A．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH B．n(NH)：n(Al3+)：n(Mg2+)=4：2：1 C．溶液中一定不含CO、Fe2+ D．溶液中n(Mg2+)=0.1mol 12、向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图像中能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)（） A． B． C． D． 详解答案 1、A 加入试剂X（NaOH溶液）进行碱浸，得到含Na[Al(OH)4]的溶液乙以及；向溶液乙中通入过量的CO2，得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3；Al(OH)3受热分解成，最后通过电解制Al。 A．由上述分析可知，试剂X可以是NaOH溶液，用于溶解，目的是分离和，若试剂X是盐酸，则和都会被溶解，无法进行分离，A错误；B．由上述分析可知，反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，B正确；C．电解过程中生成Al和氧气，属于氧化还原反应，C正确；D．的熔点很高，为降低能耗，“电解”时加入冰晶石降低的熔融温度，D正确；故答案选A。 2、B 高炉渣(成分为CaO、MgO、Al2O3和SiO2等)加入(NH4)2SO4在400℃下焙烧，生成硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝，同时产生气体，该气体与烟气(CO2和水蒸气)反应，生成(NH4)2CO3，所以该气体为NH3；焙烧产物经过水浸1，然后过滤，滤渣为CaSO4和未反应的SiO2，滤液溶质主要为硫酸镁、硫酸铝及硫酸铵；滤液浓缩结晶，析出NH4Al(SO4)2·12H2O，剩余硫酸镁溶液；滤渣加入(NH4)2CO3溶液，滤渣中CaSO4会转化为更难溶的碳酸钙，据此分析。 A．根据分析可知，焙烧产生的气体是NH3，A项正确；B．由分析可知，水浸1过滤所得滤渣的主要成分为CaSO4和未反应的SiO2，B项错误；C．浓缩结晶所得的铝产品NH4Al(SO4)2·12H2O溶于水后产生Al3+，Al3+会水解生成Al(OH)3胶体，可用于净水，C项正确；D．水浸2中发生反应：CaSO4+(NH4)2CO3＝CaCO3+(NH4)2SO4，过滤后滤液的主要成分为(NH4)2SO4，(NH4)2SO4可在上述流程中循环利用，D项正确；答案选B。 3、C 铝土矿中加入NaOH溶液，Al2O3转化为四羟基合铝酸钠，SiO2转变为铝硅酸钠沉淀；过滤后往滤液中通入过量的CO2，四羟基合铝酸钠转化为Al(OH)3沉淀等；过滤、洗涤、干燥后将沉淀灼烧得Al2O3；加入冰晶石熔融电解，便可获得金属铝。 A．操作I中，适当增大NaOH溶液浓度，可提高Al2O3的浸取速率，A正确；B．往滤液中通入过量CO2，将NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀和NaHCO3，离子方程式为：Al(OH)4-+ CO2 +2H2O = H2O+Al（OH）3↓+HCO，，B正确；C．操作IV是灼烧，所用仪器有坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳等，C错误；D．熔融电解发生的方程式为，生成的铝和氧气的物质的量之比为4：3，D正确；故选C 4、C 高硫铝土矿粉焙烧时会生成SO2，加入CaO会与SO2反应，减少SO2的排放，而且CaSO3最后也会转化为CaSO4，A项正确；滤液中含NaAlO2，通入CO2，生成Al(OH)3，过滤、洗涤、灼烧可以得到Al2O3，B项正确；FeS2与Fe2O3隔绝空气焙烧的化学方程式为FeS2＋16Fe2O311Fe3O4＋2SO2↑，n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16，而不是1∶5，C项错误；Fe3O4具有磁性，能够被磁铁吸引，D项正确。 5、C 用含少量Fe3+的NiCl2酸性溶液制备NiOOH的流程：加入Na2CO3溶液调pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Ni2+不沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀得到含Ni2+的滤液，碱性条件下加入NaClO溶液，氧化Ni2+得到NiOOH沉淀，发生的反应为2Ni2+＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl－＋H2O，过滤、洗涤、干燥得到NiOOH固体，据此分析解答。 A．0.1mol·L-1Na2CO3溶液中物料守恒关系为c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)＝c(Na+)＝0.1mol/L，电荷守恒关系为c(OH－)＋2 c(CO)＋c(HCO)＝c(H+)＋c(Na+)，则c(OH－)－c(H+)＝c(HCO)＋2 c(H2CO3)＝0.1mol/L＋c(H2CO3)－c(CO)＜0.1mol•L-1＋c(H2CO3)，A错误； B．pH＝11的NaClO溶液中＝＝3000，即c(HClO)＜c(ClO－)，B错误； C．“调pH”得到的上层清液中浓度积Q[Fe(OH)3]＝c(Fe3+)•c3(OH-)＞Ksp[Fe(OH)3]，Q[Ni(OH)2]＝c(Ni2+)•c2(OH-)＜Ksp[Ni(OH)2]，则上层清液中＞＝＝1.25×10-28＞10-28，C正确； D．碱性条件下加入NaClO溶液氧化Ni2+得到NiOOH沉淀，反应为2Ni2+＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl£­＋H2O，D错误； 6、C 经过第一步碱浸操作，废料中的铝箔溶解转化为NaAlO2(滤液①)而被除去，钴渣①主要含Co3O4和LiCoO2，后续萃取的是Co2+，说明经过酸溶之后，Co元素转化为Co2+，即在酸溶步骤中Co元素被还原，故H2O2此时作还原剂，经过操作①得到滤液②，说明操作①为过滤操作，所得滤液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，向有机相中加入硫酸，进行反萃取，实现Co元素从有机相转移到水相，最后经过沉钴操作获得CoCO3，据此分析解题。 A．由分析知，滤液①”主要成分是NaAlO2，A正确； B．“操作①”为过滤，“操作②”为萃取、分液，二者的分离方法不同，B正确； C．由分析知，“酸溶”反应中H2O2作还原剂，不可以换成O2，C错误； D．“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大溶液碱性增强会产生Co(OH)2杂质，将导致产品不纯，D正确 7、D 溶液中形成配离子均存在化学平衡，本题中铁离子在盐酸中存在，加浓盐酸，溶液中Cl-浓度高，利于平衡正移。反萃取时，溶液稀释，平衡向溶液中粒子数量增加的方向移动。另，已知乙醚不溶于水，密度比水小。 A．根据分析，酸化后，溶液中铁元素的存在形式主要是黄色配离子，不符题意；B．萃取分液时，乙醚在上层，从分液漏斗上口倒出，操作正确，不符题意；C．反萃取后，铁元素在溶液中主要以形式存在，描述正确，不符题意；D．蒸馏烧瓶不能直接加热，需垫石棉网加热，操作错误，符合题意；综上，本题选D。 8、C A．“碱溶”过程中发生的是NaOH和Al的反应，A正确； B．“沉铝”之后所得滤液中主要含有的阳离子为Na＋，故可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子，B正确； C．浓硫酸稀释时需要酸入水，并用玻璃棒不断搅拌，故用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C错误； D．过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到明矾，则“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确。 考点2与铝有关的图像题 9、A n（HCl）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（NaOH）=3mol/L×0.1L=0.3mol，n（Al）=2.7g÷27g/mol=0.1mol，2Al++6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n（HCl）=3n（Al）=0.3mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成氯化铝；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n（NaOH）=n（Al）=0.1mol＜0.3mol，所以NaOH有剩余。A．加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其它反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入HCl溶液，故A错误；B．在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的钠原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，故B正确；C．a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，故C正确；D．根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，溶液显碱性，故D正确；故选A。 10、D OA段没有生成沉淀，发生反应；AB段发生反应 、；B到140mL沉淀减少发生反应Al（OH）3+OH_=Al（OH）4-。根据图中数据可知，氢氧化铝、氢氧化镁的物质的量分别是0.1mol，Mg-Al合金中Mg、Al的物质的量分别是0.1mol；溶解0.1mol氢氧化铝消耗20mL氢氧化钠，所以氢氧化钠的浓度为。 A．加入120mL时沉淀量最大，溶质只有Na2SO4，根据钠元素守恒，Na2SO4的物质的量是，120mL到140ml时生成反应Al（OH）3+OH_=Al（OH）4-，氢氧化铝的物质的量为0.1mol，生成偏铝酸钠的物质的量是0.1mol，所以溶液中溶质的物质的量为0.4mol，故A错误；B．根据图象，当沉淀的物质的量为0.1mol时，加入NaOH溶液溶液体积有2个，故B错误；C．AB段发生反应 、，氢氧化铝、氢氧化镁的物质的量分别是0.1mol，所以生成沉淀消耗0.5mol氢氧化钠；OA段发生反应；OA段消耗氢氧化钠的物质的量是，合金充分反应后，剩余硫酸的物质的量为0.05mol，故C错误；D．加入120mL时沉淀量最大，溶质只有Na2SO4，根据S元素守恒，硫酸的物质的量是， c(H2SO4)=1.5mol/L、c(NaOH)=5 mol/L，故D正确；选D。 11、D 加入锌粒，用排空气法收集到无色无味气体，说明溶液中含有H+，生成的气体为H2，则原溶液中一定不含CO，则阴离子只能是SO；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，说明不存在Fe2+；加入NaOH溶液时，开始没有沉淀产生，则应是发生H++OH-=H2O，消耗氢氧化钠为0.1mol，则n(H+)=0.1mol；之后产生沉淀，当沉淀达到最大值后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量不变化，说明溶液中含有NH，该段发生NH+OH-=NH3•H2O，消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol，则n(NH)=0.2mol；后续沉淀部分消失，则该阶段的反应应为Al(OH)3+OH-=Al+2H2O，消耗氢氧化钠0.8mol-0.7mol=0.1mol，则n[Al(OH)3]=0.1mol，根据铝原子守恒可知n(Al3+)=0.1mol；同时也说明说明含有Al3+、Mg2+，产生沉淀时发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，共消耗氢氧化钠为0.5mol-0.1mol=0.4mol，则n(Mg2+)=(0.4mol-0.1mol×3)÷2=0.05mol。 A．根据分析可知溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH，A正确；B．根据分析可知溶液中n(NH):n(Al3+):n(Mg2+)=0.2mol:0.1mol:0.05mol=4:2:1，B正确；C．根据分析可知溶液中一定不含CO、Fe2+，C正确；D．根据分析可知溶液中n(Mg2+)=0.05mol，D错误；答案为D。 12、D 硫酸镁和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化镁沉淀，硫酸铝和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铝沉淀，所以刚开始随着氢氧化钠的加入，沉淀逐渐增大，在图像中就是一条过“0”点并呈上升趋势的斜线。氢氧化铝和过量的氢氧化钠生成偏铝酸钠和水，所以当氢氧化钠过量时，沉淀会溶解一部分，在图像中就是沉淀的质量会下降，但是最后是一条平行于横坐标的直线(氢氧化镁沉淀的质量保持不变)，故D正确。故选D 学科网（北京）股份有限公司 $