高考化学易错题专题复习-铝及其化合物推断题练习题含答案解析.docx
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1、高考化学易错题专题复习- 铝及其化合物推断题练习题含答案解析一、铝及其化合物12019 年诺贝尔奖授予了在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理锂电池废料以节约资源、保护环境。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有 LiCoO2、 Al 等,处理该废料的一种工艺如图所示:( 1) Li 的原子结构示意图为 _, LiCoO2 中 Co 的化合价为 _。( 2)“碱浸”时 Al 溶解的离子方程式为 _ 。( 3)“酸溶”时加入 H2O2 的目的是 _ 。( 4)“沉钴”的离子方程式为 _ 。( 5)配制 100 mL 1 . 0 mol / L ( NH4) 2C2O
2、4 溶液,需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外,还有_。(6)取 CoC2O4 固体 4. 41g 在空气中加热至300 ,得到的钴的氧化物2. 41g,则该反应的化学方程式为 _ 。【答案】32OH2H 2O 2AlO 23H2将 LiCoO 2 中的 Co( )+2Al还原为 2价Co2C2 O42CoC 2O 4100mL 容量瓶、胶头滴管3CoC 2O42O2Co3O 46CO 2【解析】【分析】铝钴膜主要含有LiCoO 2 、 Al 等,将废料先用碱液浸泡,将Al 充分溶解,过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠,滤渣为 LiCoO2 ,将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成Li 2SO4 、CoSO 4
3、 ,然后加入氨水调节溶液的pH,生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子,最后对滤液用草酸铵洗涤处理,经过一系列处理得到草酸钴。据此解答。【详解】(1)锂是 3 号元素,原子结构示意图为, LiCoO 2 中 Li 显1价,氧元素显2价,设钴元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:1x220 ,则 x3 ,故答案为:;3 ;(2)“碱浸”时Al 溶解于氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为2Al2OH2H 2 O 2AlO 23H 2;(3)双氧水具有氧化性,“酸溶”时加入H 2O2,可以将 LiCoO 2 中的 Co( ) 还原为2 价,用氨水调节 pH,将锂离子转化为氢氧化锂沉淀,所得
4、滤渣主要为LiOH,故答案为:将 LiCoO2 中的 Co( ) 还原为2 价;(4)“沉钴”中 CoSO4 与草酸铵反应生成草酸钴,反应的离子方程式为Co 2C 2 O 42CoC 2O 4 ,故答案为: Co2C2 O 42CoC 2 O 4;(5)配制 100mL 1 . 0 mol / L ( NH4) 2C2O4 溶液,需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤,需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要100mL 容量瓶、胶头滴管,故答案为: 100mL 容量瓶、胶头滴管;(6) 4. 41gCoC2O4 的物质的量为4.41g0.03mol ,其中含有钴元素的质量147g / mol
5、0.03mol 59g / mol 1.77g,因此钴的氧化物中含有氧元素的质量2.41g 1.77g 0.64g ,氧元素的物质的量0.64g0.04mol ,因此该钴的氧化物16g / mol为 Co3O4 ,钴元素被氧化,因此反应物中需要氧气参与,根据元素守恒,生成物中还有二氧化碳,反应的方程式为 3CoC2 O4 2O2 Co3O46CO 2,故答案为:3CoC 2O4 2O2 Co3O 4 6CO 2。【点睛】从处理铝钴膜废料的工艺流程不难得出: Co 的化合价多于一种,所以钴元素的氧化物有多种,所以我们得先确认本题中生成的是哪种氧化物,才能正确书写方程式。2 氢能源是一种重要的清洁
6、能源。现有两种可产生H2 的化合物甲和乙。将6.00g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH 2 ( 已折算成标准状况) ,甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2 和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25g/L 。请回答下列问题:(1) 甲的化学式是 _;乙的电子式是 _。(2) 甲与水反应的化学方程式是 _ 。(3) 气体丙与金属镁反应的产物是 _( 用化学式表示 ) 。(4) 乙在加热条件下与 CuO反应可生成 Cu 和气体丙,写出该反应的化学方程式_。有人提出产物Cu 中可能
7、还含有Cu2O,请设计实验方案验证之_(已+ 2+知 Cu2O+2H=Cu+Cu +H2O)。【答案】 AlH3AlH33H2OAl OH 33H2Mg3N2 2NH3() 3CuO3Cu N2 3H2O将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2 O【解析】【分析】将6. 00 g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6. 72 L 的 H2( 已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液,因此白色沉淀是AlOH3,则金属单质是铝,因此甲是AlH3。化合物乙在催()化剂存在下可分解得到H2 和另一
8、种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1. 251 ,g L则丙的相对分子质量是1. 25 22. 4 28,因此丙是氮气,则乙是氨气NH3,据此解答。【详解】(1)根据以上分析可知甲的化学式是AlH3 。乙是氨气,含有共价键的共价化合物,电子式为;(2)甲与水反应生成氢气和氢氧化铝,反应的化学方程式是AlH33H2OAlOH 3() 3H2。( 3)氮气与金属镁反应的产物是Mg 3N2。( 4)氨气在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和氮气,根据原子守恒可知该反应的化学方程式为 2NH3 3CuO3CuN2 3H2 O。铜与稀硫酸不反应,则根据 CuCu2O 2HCu2 H2O 可知 ,
9、 要检验产物 Cu 中可能还混有 Cu2O 可以将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有 Cu2O,反之则无 Cu2 O。3A-J 分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出 ),且已知 G 为主族元素的固态氧化物,A、 B、 C、 D、 E、 F 六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白:(1)A、 B、C、 D、 E、F 六种物质中所含同一种元素在周期表中位置_(2)写出检验 D 溶液中阳离子的方法_。(3)写出反应的离子方程式 _。(4)若向气体 K 的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH_7(填“ 、”“ c(SO) c
10、(H )c(OH )【解析】【分析】G 为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I 和 H,能与 NaOH 溶液反应,说明G 为Al O ,与 NaOH 反应生成 NaAlO ,而 I 也能与NaOH 反应生成 NaAlO ,则 I 为 Al, H 为2322O2, C 和碱、 D 和气体 K 反应生成 E、 F,则说明 E、 F 都为氢氧化物, E 能转化为 F,应为Fe(OH) Fe(OH) 的转化,所以 E 为 Fe( OH)2,F 为 Fe(OH) ,则 C 为 FeCl , D 为 FeCl ,K23323为 NH3,B3 4,与 Al 在高温条件下发生铝热反应生成A,即 Fe,结合
11、对应单质、化合为 Fe O物的性质解答该题。【详解】(1) A、 B、C、 D、 E、F 六种物质中都含有铁元素,在周期表中位于周期表第四周期族,(2)溶液 D 为氯化铁溶液,检验三价铁离子的存在,取少许D 溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D 溶液中含有 Fe3+;(3)反应是金属铝和氢氧化钠溶液的反应,Al 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和 H2,反应的离子方程式为:2Al+2OH - +2H 2O=2AlO 2- +3H 2;( 4)气体 K 的水溶液为一水合氨溶液,加入盐酸,使其恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵在水溶液中水解显酸性,所以pH 7;反应的离子方
12、程式为:NH 4+ +H 2 O ?NH 3 gH 2O+H + ;(5)若向气体NH3 的 0.1mol/L 水溶液中加入pH=1 的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:1,假设条件均为1L,发生反应: NH 3 gH 2 O+H + =NH 4+ +H 2O , n(NH3?H2O)=0.1mol ,n(H+)=0.1mol ,所以一水合氨和硫酸反应生成硫酸铵溶液,铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为: c( NH +4 )c( SO24- )c(H+ )c(OH-)。【点睛】比较时溶液中粒子浓度紧扣两个微弱:(1)弱电解质 (弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸
13、和弱碱的电离能力,如在稀醋酸溶液中:CH3COOH?CH3 COO-H+,H2O?OH- H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:c(CH3COOH)c(H+)c(CH3COO-)c(OH-);(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度,如稀的 CH3COONa溶液中: CH3 COONa=CH3COO-Na+, CH3COO- H2O ? CH3COOH OH-, + - + - - +4 铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。现有铁、铝的混合物进行如下实验:(1)操作 X 的名称是 _。(2)气体 A 是 _。(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸
14、,生成_(填化学式),A在该反应中作为_(“填 氧化剂 ”或 “还原剂 ”)。(4)溶液 B 中阴离子除 OH-外还有 _,溶液 D 中存在的金属离子为 _。【答案】过滤H2(或氢气 )HCl 还原剂AlO2-Fe2+【解析】【分析】金属混合物中Fe 与 NaOH 溶液不反应,而Al 可以与 NaOH 溶液反应产生 NaAlO2、H2,NaAlO 易溶于水,所以气体A 是 H ,溶液 B 是 NaAlO 与 NaOH 的混合溶液,固体 C是222Fe, Fe 是比较活泼的金属,与HCl 发生置换反应产生FeCl 和氢气,因此溶液D 为 FeCl ,22据此分析解答。【详解】(1)操作 X 的名
15、称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法,名称是过滤;(2)气体 A 是 H2 ;(3)A 是 H , H和 Cl的混合气体光照会发生爆炸,反应生成HCl,在该反应中,氢元素的化222合价升高,失去电子,被氧化,所以H2 作还原剂,;(4)溶液 B 是反应产生的 NaAlO2 与过量的NaOH 的混合溶液,所以溶液 B 中阴离子除 OH-外还有 AlO2-;铁可以和盐酸反应生成 FeCl2和 H2,溶液 D 中含有的金属离子为Fe2+。【点睛】本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。注意知识的积累是解题的关键,HCl 的氧化性比较弱,只能把 Fe 氧化为 Fe2+, Cl2 、H2O2 具有强
16、氧化性,可以把Fe 氧化为Fe3+; Al 既可以与酸反应产生氢气,也可以与强碱溶液反应反应氢气,等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。5A、 B、 C、 D、 E、 F 六种短周期主族元素,原子序数依次增大,A、 B、 F 三者原子序数之和为 25,且知 B、 F 同主族, 1.8g E 与足量的盐酸反应生成ECl3和 2.24L 氢气(标准状况下), D+和 E 的离子具有相同的电子层结构,工业上用电解元素B 和 E 能形成离子化合物的方法冶炼 E 单质,试判断:(1)六种元素中非金属性最强的是_ (填代号 ),该元素位于周期表中第 _周期第 _族;由A、 B、 D 三种
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- 高考 化学 易错题 专题 复习 及其 化合物 推断 练习题 答案 解析
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