2019年高考化學(xué) 備考百強(qiáng)校大題狂練系列 專題09 鎂、鋁及其化合物.doc
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專題09 鎂、鋁及其化合物 (滿分60分 時(shí)間30分鐘) 姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________ 1.某?;瘜W(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)離子,并盡可能減少AlCl3的損失.請(qǐng)回答下列問題: (1)寫出混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時(shí),溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________、________、________.氫氧化鈉溶液能否用氨水代替,為什么?______________________. (2)溶液a中存在的離子有________;在溶液a中加入鹽酸時(shí)需控制溶液的pH,為什么?________;為此,改進(jìn)方法是____________________. (3)為了研究AlCl3晶體的性質(zhì),在得到AlCl3溶液后,如何得到AlCl3晶體?____________________. 【答案】Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O不能,因?yàn)锳l(OH)3不能溶于過量的氨水中,不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開K+、Cl-、Na+、AlO2-、OH-因?yàn)锳l(OH)3能溶于強(qiáng)酸,所以需控制pH,防止部分Al(OH)3溶解在a溶液中通入過量CO2氣體在酸性氣氛中對(duì)AlCl3溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶 【解析】 【詳解】 (1)加入足量氫氧化鈉溶液,Mg2+可與OH-反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,Al3+與少量OH-反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3與足量的OH-反應(yīng)生成NaAlO2和H2O;反應(yīng)的離子方程式為:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ ;Al3++3OH-===Al(OH)3↓; Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O;氫氧化鈉溶液不能用氨水代替,因?yàn)樵贏l3+與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng),從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開;正確答案:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓; Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ; Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O ;不能,因?yàn)锳l(OH)3不能溶于過量的氨水中,不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開。 【點(diǎn)睛】氫氧化鋁為白色絮狀物沉淀,能夠與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水,而不與弱酸或弱堿發(fā)生反應(yīng),因此氫氧化鋁的制備最好采用Al3+與氨水反應(yīng)或AlO與二氧化碳反應(yīng)來制備。 2.無水AlCl3易升華,可用作有機(jī)合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下: (1) 氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。 (2)用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2,此反應(yīng)的離子方程式為__________。 (3)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是________。 (4)為測(cè)定制得的無水AlCl3產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl3)的純度,稱取16.25 g無水AlCl3樣品,溶于過量的NaOH溶液中,過濾出沉淀物,沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重,得其質(zhì)量為0.32 g。 ① 寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式___________、____________。 ② AlCl3產(chǎn)品的純度為________。 【答案】A12O3+3C12+3C A1C13+3COSO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+;除去FeCl3;Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Al3++4OH-=[Al(OH)4]-96%; 【解析】 【詳解】 3.無水AlCl3可用作有機(jī)合成的催化劑、食品膨松劑等。工業(yè)上可由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制備,流程如下: 已知:AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時(shí)升華 (1)鋁原子的結(jié)構(gòu)示意圖為________,實(shí)驗(yàn)室配制氯化鋁溶液時(shí)加入鹽酸的目的是________________________。 (2)氯化爐中Al2O3、Cl2和焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________爐氣中殘余有少量Cl2,請(qǐng)畫出吸收Cl2的尾氣裝置圖_____。 (3)700 ℃時(shí),升華器中物質(zhì)經(jīng)充分反應(yīng)后需降溫實(shí)現(xiàn)FeCl3和AlCl3的分離。請(qǐng)選擇合適的溫度范圍________________。 a.低于183 ℃ b.介于183 ℃和315 ℃之間 c.高于315 ℃ (4)樣品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通過下列操作測(cè)得(部分物質(zhì)略去)。 m克樣品NaAlO2溶液Al(OH)3n克Al2O3 NaAlO2溶液與過量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式為:______________________。計(jì)算該樣品中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(結(jié)果用m、n表示,不必化簡(jiǎn))。 【答案】防止Al3+水解Al2O3+3Cl2+3C3CO+2AlCl3bAlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-27n/51m 【解析】 去FeCl3、Fe,最后得到 AlCl3,冷凝得到AlCl3固體; (1)鋁原子核電荷數(shù)為13,,原子結(jié)構(gòu)示意圖為;氯化鋁溶液水解顯酸性,配制氯化鋁溶液時(shí)加入鹽酸來抑制鋁離子的水解;綜上所述,本題答案是:;防止Al3+水解。 (2)根據(jù)以上分析可知,氯化爐中Al2O3、Cl2和焦炭在高溫下發(fā)生反應(yīng),生成AlCl3、CO,化學(xué)方程式為:Al2O3+3Cl2+3C3CO+2AlCl3;Cl2有毒,污染空氣,可用氫氧化鈉溶液來吸收;吸收Cl2的尾氣裝置圖為:;綜上所述,本題答案是:Al2O3+3Cl2+3C3CO+2AlCl3;。 (3)已知:AlCl3、FeCl3分別在183 ℃、315 ℃時(shí)升華;所以降溫實(shí)現(xiàn)FeCl3和AlCl3的分離,合適的溫度范圍為介于183 ℃和315 ℃之間;綜上所述,本題答案是:b。 (4)NaAlO2溶液與過量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉,離子方程式為:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。根據(jù)流程可知,ngAl2O3的物質(zhì)的量為n/102mol,根據(jù)鋁元素守恒:2n(AlCl3)=n(Al2O3),n(Al)=n(AlCl3)=2n/102mol=n/51mol,鋁元素質(zhì)量為n/5127g=27n/51 g;所以樣品中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(27n/51)/m100%=27n/51m;綜上所述,本題答案是: AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;27n/51m。 4.鋁是重要的金屬材料,鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)212H2O]的工藝流程如圖所示: 請(qǐng)回答下列問題: (1)固體a的化學(xué)式為________。 (2)寫出Ⅱ中加過量的燒堿涉及到的反應(yīng)離子方程式______________、_____________;Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________。 (3)由Ⅲ中得到濾液c的實(shí)驗(yàn)操作為__________,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱)________、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。 (4)濾液c顯________性,日常生活中常用其溶質(zhì)來________________(任寫一點(diǎn)); (5)向銨明礬NH4Al(SO4)2中加氫氧化鋇使硫酸根離子完全沉淀化學(xué)方程式為_____________。 【答案】SiO2Al3+ +4OH-=AlO2—+2H2OFe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓AlO2—+CO2+2H2O=HCO3—+Al(OH)3↓過濾蒸發(fā)濃縮堿發(fā)酵粉2Ba(OH)2+NH4Al(SO4)2=2BaSO4↓+NH3H2O+Al(OH)3↓ 【解析】 【分析】 【詳解】 (1)鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸,SiO2不溶于鹽酸,所以固體a的化學(xué)式為SiO2。(2)向含有FeCl3、AlCl3的溶液中加入過量的NaOH溶液,發(fā)生的反應(yīng)得到Fe(OH)3紅褐色沉淀和偏鋁酸鈉溶液;反應(yīng)的離子方程式為:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;再向?yàn)V液中通入過量的CO2,得到Al(OH)3白色沉淀和HCO3—,反應(yīng)的離子方程式是:AlO2—+CO2+2H2O=HCO3—+Al(OH)3↓。(3)流程中I、II、III都存在固體和液體的分離,應(yīng)用過濾的方法,從 【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)工藝流程,側(cè)重考查綜合分析問題的能力,涉及化學(xué)方程式書寫、物質(zhì)分離提純的方法,掌握物質(zhì)的性質(zhì),結(jié)合流程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分析解答是關(guān)鍵。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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