2024-2025高考化学专题《铝及其化合物推断题》综合检测试卷附答(3)

2025-07-08

(4)0.2molCl 2与焦炭、TiO 2完全反应,生成CO 和TiCl 4(熔点-25℃,沸点136.4℃)放热

8.56kJ ,则2mol 氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ ,由质量守恒可知还原性气体为CO ,反应的化学方程式为2Cl 2(g )+TiO 2(s )+2C (s )═TiCl 4(l )+2CO (g ),以此可计算反应热并写出热化学方程式;

Ⅱ.(5)电解时,CrO 42-通过阴离子交换膜向阳极移动,阴极发生还原反应生成氢气和NaOH ,由此解答。

【详解】

Ⅰ.(1)C→Al的制备方法称为电解法,固体C为Al2O3,电解熔融的氧化铝可得到Al,阳极反应方程式2O2--4e-=O2 ;

(2)反应涉及的条件为加热,加热下可反应,另外加热硫酸,氢离子浓度变化,可知影响的因素为温度和氢离子浓度,故选:AB;

(3)固体D为MnO2,是碱性锌锰电池的正极,该电池的负极是锌失电子发生氧化反应,反应方程式Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2;

(4)0.2molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成CO和TiCl4(熔点-25℃,沸点136.4℃)放热8.56kJ,则2mol氯气反应放出的热量为2÷0.2×8.56kJ=85.6kJ,所以热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)═TiCl4(l)+2CO(g)△H=-85.6kJ·mol-1;

Ⅱ.(5)电解时,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动,从而从浆液中分离出来,因存在2CrO 42-+2H+Cr2O72-+H2O,则分离后含铬元素的粒子是CrO42-、Cr2O72-,阴极发生还原反应生成氢气和NaOH。

【点睛】

考查物质的制备、分离以及电解知识,解题关键:注意把握物质的性质,能正确分析试验流程,把握电解的原理,难点(5)在直流电场作用下,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液,要求学生具有一定的分析能力。

9.铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2(不溶于水和酸)、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:

(1)沉淀A、B的成分分别是__________、__________;步骤②中的试剂a是

__________ ;(以上均填化学式)

(2)试写出步骤③中发生反应的离子方式__________、__________ ;

【答案】SiO2 Fe(OH)3 NaOH溶液 CO2 +OH- =HCO3- CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-【解析】

【分析】

铝土矿中加入过量试剂盐酸,然后过滤得到沉淀A为SiO2,滤液甲中加入过量NaOH溶液过滤后得到沉淀B和滤液乙,滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl,沉淀B为Fe(OH)3,滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl,向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液,沉淀C为Al(OH)3,加热氢氧化铝得到氧化铝,以此解答该题。

【详解】

(1)由以上分析可知A为SiO2,沉淀B为Fe(OH)3,滤液甲中含有Al3+、Fe3+、H+等,应加入氢氧化钠,除去铁离子,将铝离子转化为AlO2-,步骤②中的试剂a是NaOH溶液;(2)步骤③中与OH-反应生成碳酸氢根离子:CO2+OH-=HCO3-,偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应,生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子反应为:CO2 +AlO2- +2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

【点睛】

把握流程中物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键,侧重分析、推断及实验能力的综合考查。离子方程式的书写是解答的易错点,注意二氧化碳是过量的。

10.磷酸铝(AlPO4)是一种用途广泛的材料,在建筑、耐火材料、化工等方面具有广泛的应用前景。以磷硅渣(主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等)为原料制备磷酸铝的工艺流程如图所示:

回答下列问题:

(1)酸浸液中含磷元素的主要粒子是_____(填化学式,下同),浸渣中的主要化学成分是_____。

(2)生石灰除了调节pH外,另一作用是_____。

(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2-,该水解反应的离子方程式为_____。

(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是_____ (填化学式)。(5)实验测得pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图所示:

则最优反应条件是_____。

(6)固相反应制备磷酸铝的方法之一是在900℃的焙烧炉内加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物,写出该反应的化学方程式:_____。

【答案】H3PO4 SiO2、CaSO4除去过量的SO42- V3O93-+3H2O?3[VO3(OH)]2-+3H+

Na[Al(OH)4]、Na3PO4 pH=12、温度为80℃、时间为1h Al2O3+2NH4H2PO4900℃

2AlPO4+

2NH3↑+3H2O

【解析】

【分析】

磷硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫酸分离出滤渣为SiO2、CaSO4,酸浸液中加CaO可调节pH且除去过量硫酸根离子,滤渣1为CaSO4,滤液中钒元

素以V3O93-形式存在,加NaOH分离出Na2[VO3(OH)],再加NaOH时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO2、Na3PO4,由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al含量w%小,为最优反应条件,然后过滤分离出AlPO4;

(1)SiO2为酸性氧化物,不与硫酸反应;CaSO4微溶于水,据此回答;

(2)加浓硫酸引人过量的硫酸根离子,CaSO4微溶于水,据此回答;

(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2?;

(4)加NaOH时粗磷酸铝溶解生成可溶性溶质为NaAlO2、Na3PO4;

(5)在pH、反应温度与时间对碱浸时固相中P、Al含量的影响如图中,寻找碱浸时固相中P、Al 含量w%小时就为最优反应条件;

(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O。

【详解】

(1)酸浸中磷元素主要转化为H3PO4,该反应的化学方程式为Ca3(PO4)2+3H2SO4=3CaSO4+2H3PO4,磷硅渣的主要成分为Ca3(PO4)2、Al2O3、SiO2和V2O5等,加浓硫酸分离出滤渣为SiO2、CaSO4;

(2)生石灰除了调节pH 外,另一作用是除去过量的硫酸根离子;

(3)滤液中钒元素以V3O93-形式存在,V3O93-易水解为[VO3(OH)]2?,该水解反应的离子方程式为V3O93-+3H2O?3[VO3(OH)]2-+3H+;

(4)碱浸时,粗磷酸铝转化为可溶性溶质,则可溶性溶质分别是Na[Al(OH)4]、Na3PO4;

(5)由图可知,pH=12、温度为80℃、时间为1h时碱浸时固相中P、Al 含量w%小,为最优反应条件;

(6)加热磷酸二氢铵与氧化铝混合物生成AlPO4、NH3和H2O,化学方程式为:Al2O3+

2NH4H2PO4900℃

2AlPO4+2NH3↑+3H2O.


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