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氧化铝
共18题,满分100分
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请注意保持试卷整洁
一、单选题(共50分)
1.(本题5分)下列关于氧化物的叙述中正确的是
①酸性氧化物均可与水反应生成相应的酸 ②非金属氧化物肯定是酸性氧化物 ③碱性氧化物肯定是金属氧化物 ④金属氧化物都是碱性氧化物 ⑤不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应
A.①②④⑤ B.①②③ C.③④ D.③
2.(本题5分)碳酸锰(MnCO3)是生产电讯器材用铁氧体的原料。利用软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量Al2O3和SiO2等杂质)合成碳酸锰的流程如下:
下列说法错误的是
A.“滤液1”的成分为NaAlO2、Na2SiO3和NaOH
B.“沉锰”时发生的离子方程式为:Mn2++=MnCO3+H+
C.取最后一次洗涤液少许,滴加氯化钡可检验产品是否洗涤干净
D.实验室中“过滤、洗涤”操作均用到漏斗
3.(本题5分)下列实验过程可以达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 证明AgCl的溶解度大于Ag2S 向AgCl悬浊液中滴加少量Na2S溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀
B 制取氨气并干燥 加热氯化铵和氢氧化钙的混合物,并将产生的气体通过装有无水氯化钙的干燥管
C 测定中和热 将50mL0.55mol L-1的NaOH溶液缓慢倒入盛有50mL0.5mol L-1HCl溶液的烧杯中
D 分离Al2O3和Fe2O3 将Al2O3和Fe2O3混合物置于盛有足量NaOH溶液的烧杯中,然后依次进行过滤、洗涤、蒸发、灼烧等操作
A.A B.B C.C D.D
4.(本题5分)肯定能得到Al(OH)3的一组物质是( )
A.Al片和NaOH溶液 B.Al2O3粉末和H2O
C.Al2(SO4)3溶液和NH3·H2O D.AlCl3溶液和NaOH溶液
5.(本题5分)下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是
A.铝是地壳里含量最多的元素
B.在常温下,铝不能与氧气反应
C.在常温下,可以用铝制容器盛装冷的浓硫酸
D.氧化铝只能与酸反应,不能与强碱反应
6.(本题5分)取两块大小一样的铝片,进行如下图的实验:
根据该实验,下列说法不正确的是
A.氧化铝有保护作用,因此烧杯Ⅰ中没有反应发生
B.烧杯Ⅰ中开始没有气泡,一段时间后才产生气泡;烧杯Ⅱ中立即产生气泡
C.两个烧杯中均发生反应:
D.铝制餐具不宜长时间存放碱性食物
7.(本题5分)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)制备铝的某种化合物的工艺流程如下,下列有关说法不正确的是( )
A.向滤液A中加入KSCN溶液,溶液一定会变红
B.的离子反应方程式为
C.漂白液的目的是氧化除铁,该过程中涉及的氧化还原反应为
D.中漂白液要适量,若过量则可能产生有毒的气体氯气
8.(本题5分)下列物质间的转化,不能一步实现的是
A.Na → Na2O2 B.Al2O3→ Al(OH)3
C.Cl2→FeCl3 D.FeCl3→ FeCl2
9.(本题5分)下列说法不正确的是
A.明矾可做消毒剂
B.次氯酸钠可作漂白剂
C.氧化铝可作耐火材料
D.氢氧化铝可作治疗胃酸过多的药物
10.(本题5分)下列离子方程式表达正确的是
A.用惰性电极电解熔融氯化钠:
B.用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜:
C.用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮:
D.用食醋除去水瓶中的水垢:
二、判断题(共20分)
11.(本题4分)除去中的,加入足量溶液,然后过滤。(_____)
12.(本题4分)用瓷坩埚灼烧Na、Na2O、NaOH等。(_______)
13.(本题4分)氧化铝是一种难熔物质,是一种较好的耐火材料。(_______)
14.(本题4分)活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是表层的铝在空气中反应生成了Al2O3。( )
15.(本题4分)铝箔在空气中用酒精灯加热可以观察到铝熔化了但并不滴落。(_______)
三、解答题(共30分)
16.(本题10分)Co3O4是制备石墨烯电池正极材料LiCoO2的原料。以钴矿石(主要成分为Co3S4,含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取Co3O4的工艺流程如下:
已知:Co与Fe为活泼金属,氧化性由强到弱的顺序为:Co3+>Fe3+>Co2+。
几种氢氧化物的溶度积如下表:
(l)写出溶解池中生成H2的离子反应方程式是 。
(2)加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+.试剂l可选用 。
A.氯化钠 B.双氧水 C.亚硫酸钠 D.碘水
(3)残渣l的主要成分为 。用浓氨水再调节pH,pH应略大于 。(已知:lg2=0.3.当离子浓度小于l.0×l0-5mol/L,可认为沉淀完全)。
(4)操作Ⅱ包括 、 、干燥,灼烧四个步骤;灼烧中反应的化学方程式 。
(5)要得到15.0g质量分数为98%的LiCoO2正极材料,理论上需要Co3O4的质量为 g。
17.(本题10分)以硅孔雀石[主要成分为 CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3·2H2O, 含SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质]为原料制备CuCl2的工艺流程如下:
已知: SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑
(1) “酸浸”时盐酸与 CuCO3·Cu(OH)2 反应的化学方程式为 。 为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施有:①适当提高盐酸浓度;②适当提高反应温度;③ 。
(2) “氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(3) “滤渣 2”的主要成分为 (填化学式);“调pH”时,pH 不能过高,其原因是 。
(4) “加热脱水”时, 加入 SOCl2的目的是 。
18.(本题10分)重铬酸钠晶体俗称红矾钠,是重要的化工产品和强氧化剂。工业上用含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿【主要成分为Fe(CrO2)2】为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如下:
已知:铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,放出CO2气体,同时发生反应:A12O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑。请回答下列问题:
(1)煅烧前通常将铬铁矿粉碎,原因是 。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成 。
(3)滤渣2的成分为 (填写化学式)
(4)请写出用稀硫酸酸化处理时发生反应的离子方程式 、 。
(5)称取重铬酸钠晶体试样2.500g配成250ml溶液,取出25ml于锥形瓶中,加入10mL 2mol/ LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放置于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①判断滴定达到终点的现象是 ;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00ml,则所得产品Na2Cr2O7·2H2O的纯度为 (设整个过程中其它杂质不参加反应)
参考答案:
1.D
【详解】①大多酸性氧化物和水反应生成对应的酸,二氧化硅是酸性氧化物不能和水反应生成酸,故①错误;
②酸性氧化物和碱反应生成盐和水,但非金属氧化物NO、CO、H2O等不与碱反应,不是酸性氧化物,故②错误;
③碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的化合物,一定是金属氧化物,故③正确;
④金属氧化物可以是两性氧化物或酸性氧化物,如Al2O3是两性氧化物,Mn2O7是酸性氧化物,故④错误;
⑤不与酸反应的氧化物与碱也不一定反应,如NO、CO,既不能跟酸反应的也不能跟碱反应,故⑤错误;
故答案为D。
2.B
【解析】‘碱浸’过程中NaOH分别与Al2O3和SiO2反应得到NaAlO2、Na2SiO3,‘滤渣1’是MnO2,‘还原浸出’中MnO2转化成Mn2+,再与NaHCO3反应生成MnCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥得到晶体。
【详解】A.‘滤液1’是NaOH分别与Al2O3和SiO2反应得到NaAlO2、Na2SiO3以及剩余的NaOH,A正确;
B.‘沉锰’时发生的离子方程式:Mn2++2=MnCO3↓+H2O+CO2↑,B错误;
C.检验硫酸根,可用氯化钡,即取最后一次洗涤液少许,滴加氯化钡可检验产品是否洗涤干净,C正确;
D.实验室中“过滤、洗涤”操作均用到漏斗,D正确;
故选:B。
3.A
【详解】A.根据现象可知AgCl沉淀转化为Ag2S,说明Ag2S的溶解度更小,A正确;
B.氨气会和无水氯化钙反应,不能用其干燥氨气,B错误;
C.为减少热量散失,应一次性迅速将NaOH溶液倒入HCl溶液中,C错误;
D.氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠,过滤得到Fe2O3,偏铝酸钠水解没有生成挥发性物质,蒸发、灼烧无法得到Al2O3,D错误;
综上所述答案为A。
4.C
【详解】A.Al片和NaOH溶液反应得到的是偏铝酸钠和氢气,得不到Al(OH)3,故A不符合题意;
B.Al2O3不溶于水,也不和H2O反应,故B不符合题意;
C.氢氧化铝不溶于氨水,因此Al2(SO4)3溶液和NH3·H2O可以反应得到氢氧化铝和硫酸铵,故C符合题意;
D.1molAlCl3和3molNaOH反应时可以得到氢氧化铝,当氢氧化钠过量时,1molAlCl3和4molNaOH反应时可以得到的是偏铝酸钠,故D不符合题意;
答案选C。
【点睛】易错点D项氯化铝与氢氧化钠反应的量不容易控制,要想得到氢氧化铝需要用可溶性铝盐和弱碱反应。
5.C
【详解】A.地壳中含量最多的非金属元素是氧,含量最多的金属元素是铝,A错误;
B.铝在常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化膜,B错误;
C.常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸,是因为铁、铝遇冷的浓硫酸发生钝化,是因为浓硫酸的强氧化性,C正确;
D.氧化铝为两性氧化物,既能与强酸反应有能与强碱反应,D错误;
故选C。
6.A
【详解】A.烧杯Ⅰ中铝的表面有氧化铝,氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故A错误;
B.烧杯Ⅰ中开始时,氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,一段时间后,铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,故B正确;
C.烧杯Ⅰ中开始时,氧化铝和氢氧化钠反应,一段时间后,铝和氢氧化钠反应;烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠反,两个烧杯中均发生反应:,故C正确;
D.铝、氧化铝都能与碱反应,所以铝制餐具不宜长时间存放碱性食物,故D正确;
选A。
7.B
【分析】由流程可知,铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)加入稀盐酸,得到滤渣为二氧化硅,滤液A中含有铁离子、亚铁离子和铝离子;加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁沉淀;滤液B为氯化铝溶液;二氧化硅与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠。
【详解】A项、铁离子能和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而显红色,A中含有铁离子,所以加入KSCN溶液,溶液一定会变红,故A正确;
B项、②为二氧化硅和NaOH固体的反应,没有离子方程式,故B错误;
C项、③中漂白液具有氧化性,能氧化还原性离子亚铁离子生成铁离子,离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+,故C正确;
D项、漂白液具有强氧化性,盐酸具有还原性,③中漂白液能和盐酸反应生成氯气,所以③中漂白液要适量,若过量则可能产生有毒的气体氯气,故D正确;
故选B。
【点睛】加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁沉淀是解答关键。
8.B
【详解】A.Na可与氧气在加热条件下反应生成Na2O2,能一步实现转化关系,A不符合题意;
B.Al2O3难溶于水,也不与水反应,不能一步生成Al(OH)3,B符合题意;
C.Cl2与Fe在加热条件下反应可生成FeCl3,能一步实现转化关系,C不符合题意;
D.FeCl3可与还原性物质如铁粉反应转化为FeCl2,能一步实现转化关系,D不符合题意;
故选B。
9.A
【详解】A.明矾电离产生的Al3+发生水解反应产生的氢氧化铝胶体有吸附作用,可以吸附水中悬浮的固体物质,从而使水澄清,故明矾有净水作用,但没有消毒作用,A错误;
B.次氯酸钠有强的氧化作用,可以将有色物质氧化变为无色物质,故可作漂白剂,B正确;
C.氧化铝是离子化合物,熔沸点很高,故可作耐火材料,C正确;
D.氢氧化铝可与胃酸(即盐酸)发生反应,产生氯化铝,从而可以降低胃酸的浓度,故可以作治疗胃酸过多的药物,D正确。
答案选A。
10.B
【详解】A项,用惰性电极电解熔融氯化钠生成钠和氯气,离子方程式为2Na++2Cl-2Na+Cl2↑,A项错误;
B项,铝表面的氧化膜为Al2O3,Al2O3与NaOH反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,B项正确;
C项,稀NaOH吸收NO2的离子方程式为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O,C项错误;
D项,水垢的主要成分CaCO3难溶于水,应以化学式保留,用食醋除去水瓶中水垢的离子方程式为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,D项错误;
答案选B。
11.正确
【详解】与氢氧化钠反应生成易溶于水的偏铝酸钠,而与碱溶液不反应,所以可以将氧化铝除去,故正确。
12.错误
【详解】瓷坩埚成分中含有二氧化硅,能与碱性物质在高温条件下反应,灼烧Na、Na2O、NaOH能腐蚀瓷坩埚,故错误。
答案为:错误。
13.正确
【详解】氧化铝熔点高,难熔,是一种较好的耐火材料,故上述说法正确。
14.正确
【详解】铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化膜,氧化铝;
故答案为:正确。
15.正确
【详解】铝箔在空气中用酒精灯加热,表面生成氧化铝薄膜,氧化铝熔点比铝的熔点高,所以观察到铝熔化了但并不滴落,故上述说法正确。
16. Co+2H+ =Co2++H2↑ B Fe(OH)3 、Al(OH)3 9.15 过滤 洗涤 6Co(OH)2+O2=2Co3O4+6H2O 12.05
【详解】钴矿石(主要成分为Co3S4,含有少量FeO、Fe2O3、Al2O3等杂质)煅烧后的物质中含有Fe2O3、Al2O3、Co的氧化物;由于Co与Fe为活泼金属,氧化性由强到弱的顺序为:Co3+>加入适量Co粉和稀盐酸,溶解生成Fe2+、Co2+和Al3+,加入试剂1将Fe2+氧化为Fe3+,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,沉淀Fe3+和Al3+,在滤液中加入氨水调节pH,沉淀Co2+,最后在空气中灼烧Co(OH)2生成Co3O4。
(1)溶解池中钴与稀盐酸反应生成氢气,反应的离子反应方程式是Co+2H+ =Co2++H2↑,故答案为Co+2H+ =Co2++H2↑;
(2)加入试剂1的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,试剂1可选用双氧水,氯化钠没有氧化性,亚硫酸钠是常见的还原剂,碘水不能氧化亚铁离子,故选B;
(3)根据上述分析,残渣1的主要成分有Fe(OH)3 、Al(OH)3,用浓氨水再调节pH是沉淀Co2+,根据Co(OH)2的Ksp,c(OH-)==×10-5,则c(H+)==×10-9,pH=9.15,故答案为Fe(OH)3 、Al(OH)3;9.15;
(4)操怍Ⅱ为从悬浊液中分离出Co(OH)2,操作包括过滤、洗涤、干燥,灼烧四个步骤;灼烧中反应的化学方程式为6Co(OH)2+O2=2Co3O4+6H2O,故答案为过滤;洗涤;6Co(OH)2+O2=2Co3O4+6H2O;
(5)根据Co守恒, =×3,解得m(Co3O4)=12.05g,故答案为12.05。
17. CuCO3 Cu(OH)2 + 4HCl = 2CuCl2 + CO2↑+ 3H2O 快速搅拌, 或适当延长酸浸时间 Cl2 + 2Fe2+ = 2Cl- + 2Fe3+ Fe(OH)3 防止生成 Cu(OH)2沉淀 生成的 HCl 抑制 CuCl2 水解
【详解】试题分析:(1)“酸浸”时盐酸与CuCO3 Cu(OH)2反应为复分解反应,由此确定产物配平得化学方程式为CuCO3 Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O。为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施有适当提高盐酸浓度或适当提高反应温度或适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间。
(2)硅孔雀石主要成分为CuCO3 Cu(OH)2、CuSiO3 2H2O,含SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质,根据流程图,加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe2+可被氯气氧化,“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。
(3)根据流程图,经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+,加试剂X调节pH使Fe3+完全转化为氢氧化铁沉淀而除去,Cu2+仍留在溶液中,实现Cu2+和Fe3+的分离,最终制备CuCl2;“调pH”时,pH不能过高,否则Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀。
(4)由已知:SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑,“加热脱水”时,加入SOCl2的目的是生成的HCl抑制CuCl2的水解。
【考点定位】考查物质分离提纯的方法和基本操作综合应用。
【名师点睛】“教真实的化学,学有用的知识”已成为大家的共识,现在的化学试题强调化学与生活的交融,突出理论联系生产、生活实际和科技前沿,强调学以致用。试题将真实的问题转化为试题情境,真实问题的复杂性带来了化学试题的综合性,这就要求考生首先读懂并捕捉到全部相关信息,弄清这些信息之间的逻辑关系,特别是确定性信息和未知信息之间的关系,为问题的解决奠定基础。这显然属于“关键能力”。对于一个流程的设计和评价,要分析它由几个部分组成,每个部分在整体中处于什么地位、有什么作用,为什么要这样设计,这样设计的优缺点如何,可以如何改进等等,这些都是高考中考查综合能力的重点,解答时注意灵活应用。
18. 增大接触面积,加快反应速率 FeO Cr2O3 Al(OH)3 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O CO32-+2H+==H2O+CO2↑ 当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不复原 95.36 %
【分析】铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,同时释放出CO2气体,同时A12O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑,可知主反应为4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成物通过水浸NaAlO2进入浸出液中,而不溶的Fe2O3形成滤渣1,浸出液通过除杂,通入CO2气体,形成滤渣2Al(OH)3沉淀,最后分离出Na2CrO4溶液,经过酸化、过滤、结晶得到最终产品重铬酸钠晶体( Na2Cr2O7 2H2O)。
【详解】(1)煅烧前通常将铬铁矿粉碎,增大了矿石与空气的接触面积,加快了反应速率,故答案为增大接触面积,加快反应速率;
(2)根据Na2SiO3可写成Na2O·SiO2, Fe(CrO2)2可写成FeO Cr2O3,故答案为FeO Cr2O3;
(3)煅烧时铬铁矿的成分之一Fe2O3没有参与反应,也不溶解与水中,所以滤渣1的成分为Fe2O3,铬铁矿煅烧时生成的NaAlO2在水溶液中与CO2生成Al(OH)3沉淀,故滤渣2的成分为Al(OH)3,故答案为Al(OH)3;
(4)分离出Na2CrO4溶液,经过酸化、过滤、结晶得到最终产品重铬酸钠晶体( Na2Cr2O7 2H2O)用稀硫酸酸化处理时发生反应的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;CO32-+2H+==H2O+CO2↑,故答案为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;CO32-+2H+==H2O+CO2↑;
(5)①溶液中有碘,加入淀粉溶液呈蓝色,碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应,当反应终点时,蓝色褪去,故答案为当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液蓝色褪去,半分钟内不变色;
②根据反应的关系式计算:
Cr2O72-~3I2~6S2O32-
1mol 6mol
n 0.1200mol L-1×0.04L
n=0.0008mol,则2.5000g重铬酸钠试样中含有的重铬酸钠的质量为10×0.0008mol×298g/moL=2.384g,所得产品的中重铬酸钠的纯度=×100%=95.36%,故答案为95.36%。
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