備戰(zhàn)高考化學(xué)鋁及其化合物推斷題綜合經(jīng)典題及答案

備戰(zhàn)高考化學(xué)鋁及其化合物推斷題綜合經(jīng)典題及答案一、鋁及其化合物1．由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁。工藝流程如下：(注:NaCI熔點為801°C；AICI3在181°C升華)1)工業(yè)上電解法獲得金屬鋁的過程中，須在氧化鋁中加入，其目的是TOC\o"1-5"\h\z精煉前，需清除坩堝內(nèi)的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，鋁與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。將Cl2連續(xù)通入粗鋁熔體中，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的成分有；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中的物質(zhì)有。在用廢堿液處理A時，寫出主要反應(yīng)的離子方程。鍍鋁電解池中，以鋼材鍍件和鋁為電極，熔融鹽做電解液。則金屬鋁為極。電鍍選擇在170C下進(jìn)行的原因是。采用的加熱方式最好是。(填字母選項)A水浴b油浴c直接強(qiáng)熱快速升溫至170C鋼材表面鍍鋁之后，能有效防止鋼材腐蝕，其原因是?！敬鸢浮勘騈a3AIF6降低氧化鋁熔融所需的溫度2AI+Fe2O3高溫2AI2O3+2FeCl2、HCI和AICI3NaCICI2＋2OH-=CI-＋CIO-＋H2OH++OH-=H2O陽極，防止氯化鋁升華損失b鋁在鋼材表面形成致密的氧化鋁膜，保護(hù)了內(nèi)層金屬【解析】【分析】根據(jù)氧化鋁的熔點高，為降低其熔點，常加入冰晶石；氧化鐵和鋁在高溫的條件下生成氧化鋁和鐵；粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，以及NaCI熔點為801°C；AICI3在181°C升華，在結(jié)合物質(zhì)之間的反應(yīng)來分析；酸性氣體能和強(qiáng)堿反應(yīng)，用燒堿來處理尾氣；電鍍池中鍍件金屬作陽極，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)氯化鋁在在181C升華；根據(jù)水浴的最高溫度為100C，油浴的溫度大于100C，且受熱均勻；根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來回答?！驹斀狻垦趸X的熔點高，為降低其熔點，常加入冰晶石；氧化鐵和鋁在高溫的條件下生成氧化鋁和鐵：2AI+Fe2O3高溫2AI2O3+2Fe；粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，鈉、鋁和氯氣反應(yīng)生成了氯化鈉和氯化鋁，氫氣和氯氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫，其中氯化鈉熔點為801°C，較高，是固態(tài)雜質(zhì)隨氣泡上浮，氣泡的主要成分有CI2、HCI、AICI3；A中有氯氣以及氯化氫，均能和燒堿反應(yīng)，用于尾氣處理，實質(zhì)為：CI2+2OH-=CI-+CIO-+H2O，H++OH-=H2O；電鍍池中鍍件金屬鋁作陽極，金屬鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；氯化鋁在在181C升華，所以電鍍選擇在170C下進(jìn)行；水浴的最高溫度為100C，油浴的溫度大于100C，且受熱均勻，所以控制溫度在170C下進(jìn)行的方式最好是油浴，故選：b；鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護(hù)作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的02、CO2和h2o等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生。2.工業(yè)上常采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、AI2O3制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)，設(shè)計流程如圖：1)溶解燒渣選用的足量的酸的名稱是固體1的主要成分是___。加入藥品X后，溶液1中主要反應(yīng)的離子方程式為—。從溶液2得到FeSO4?7H2O產(chǎn)品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解，經(jīng)過、___、___過濾等步驟得到晶體。有同學(xué)認(rèn)為在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4?7H2O,你認(rèn)為這一方案—(填寫“可行”或“不可行”)?！敬鸢浮苛蛩酳iO2Fe+2Fe3+=3Fe2+蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶不可行【解析】【分析】硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、AI2O3，不考慮其他雜質(zhì))中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應(yīng)有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、AI2O3+3H2SO4=AI2(SO4)3+3H2O，SiO2不溶于稀硫酸，然后過濾，得到的固體1成分為SiO2，濾液1中含有Fe2(SO4)3、H2SO4、AI2(SO4)3;在濾液1中加入X,然后加入NaOH溶液并調(diào)節(jié)溶液的pH，得到固體2為Al(OH)3和溶液2,從溶液2中能得到FeSO4?7H2O晶體，說明溶液2中溶質(zhì)為FeSO4，則X具有還原性，能將Fe3+還原為Fe2+，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則X為Fe,加入試劑X發(fā)生的離子反應(yīng)有2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2f，將溶液2蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到FeSO4?7H2O晶體，據(jù)此分析解答。【詳解】

根據(jù)最終產(chǎn)物為七水合硫酸亞鐵可知溶解燒渣的酸為硫酸；固體1為不溶于硫酸的SiO2；(3)試劑X為Fe,可還原鐵離子，離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+；(4)從溶液中得到晶體一般需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；3．為了降低電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成的影響，將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70％Cu、25%AI3．為了降低電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成的影響，將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70％Cu、25%AI、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：(1)第①步Cu與混酸反應(yīng)的離子方程式為。得到濾渣1的主要成分為Fe2Fe2(SO4)3雜質(zhì)乙cXb皿X250X5x100%第②步中加入H2O2的作用是，使用H2O2的優(yōu)點是.調(diào)溶液pH的目的是。簡述第③步由濾液2得到CuSO4?5H2O的方法是由濾渣2制取AI2(SO4)3^18H2O，設(shè)計了以下三種方案：甲：［1回理唾祈曽面面口肅從叫肝加Q吋E寸皿陰■UH;O上述三種方案中，方案不可行，原因是；從原子利用率角度考慮，方案更合理。(5)用滴定法測定CuSO4?5H2O含量。取ag試樣配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用cmol?L-1EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下：CU2++H2Y2-TCuY2-+2H+。寫出計算CuSO4?5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式⑴【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2個+2H2O或3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO個+4H2OAu、Pt將Fe2+氧化為Fe3+不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染使Fe3+、AI3+沉淀除去加熱濾液2，經(jīng)過蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾，最終制得硫酸銅晶體甲所得產(chǎn)品中含有較多解析】分析】【詳解】Cu與混酸反應(yīng)的實質(zhì)是與H+、N03-反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行離子濃度逐漸減小，所以離子方程式為Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2個+2H2O，3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2N0個+4H2O，Au、Pt不與混酸反應(yīng)，所以濾渣的主要成分是Au、Pt；加過氧化氫的目的是把亞鐵離子氧化成鐵離子，方便除去；而且加入過氧化氫不會引入新的雜質(zhì)且無污染；調(diào)節(jié)溶液的pH目的是使Fe3+、AI3+沉淀除去；由濾液2得到CuSO4-5H2O的方法是把濾液蒸發(fā)得濃溶液再冷卻結(jié)晶，過濾得硫酸銅晶體；甲方案不可行，因為濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，加入硫酸沉淀全部溶解使制得的產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì)；從原子利用率角度分析，乙方案更合理，不僅能除去硫酸鐵，同時增加了硫酸鋁的量，原子利用率較高；由滴定反應(yīng)方程式得100mL溶液中n(Cu2+)=bx10-3xax5mol，所以CuSO4-5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)=bx10-3xax5x250/ax100%。4.氫能源是一種重要的清潔能源?，F(xiàn)有兩種可產(chǎn)生H2的化合物甲和乙。將6.00g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72LH(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，甲與水反2應(yīng)也能產(chǎn)生H,同時還產(chǎn)生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液?；衔镆以诖?化劑存在下可分解得到H2和另一種單質(zhì)氣體丙，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為1.25g/L。請回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z甲的化學(xué)式是；乙的電子式是。甲與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是。氣體丙與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是(用化學(xué)式表示)。乙在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體丙，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。有人提出產(chǎn)物Cu中可能還含有CuO,請設(shè)計實驗方案驗證之(已2知CuO+2H+=Cu+Cu2++HO)。22【答案】AIH3H?嘗?HAIH3+3H2O=AI(OH)J+3H2fMg3N22NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O將固體溶于稀硫酸中，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu2O，反之則無Cu2O【解析】【分析】將6.00g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72L的H2(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，甲與水反應(yīng)也能產(chǎn)生h2,同時還產(chǎn)生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液，因此白色沉淀是AI(OH)3，則金屬單質(zhì)是鋁，因此甲是AIH3?；衔镆以诖呋瘎┐嬖谙驴煞纸獾玫紿2和另一種單質(zhì)氣體丙，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g?L-i，則丙的相對分子質(zhì)量是1.25X22.4=28，因此丙是氮氣，則乙是氨氣NH3，據(jù)此解答?！驹斀狻扛鶕?jù)以上分析可知甲的化學(xué)式是aih3。乙是氨氣，含有共價鍵的共價化合物，電子式^H：N：H為甲與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式是AIH3+3H2O=AI(OH)3(+3H2仁氮氣與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是Mg3N2。氨氣在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氮氣，根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。銅與稀硫酸不反應(yīng)，則根據(jù)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++巧0可知，要檢驗產(chǎn)物Cu中可能還混有Cu2O可以將固體溶于稀硫酸中，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu2O，反之則無Cu2O。5.已知C、D、G、I為短周期元素形成的單質(zhì)，D、G、I常溫下為氣態(tài)，且G為黃綠色;形成D的元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的3倍；B的焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍(lán)色鉆玻璃)；K為紅棕色粉末。其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。請回答：TOC\o"1-5"\h\z工業(yè)上制C用A不用H的原因。寫出C與K反應(yīng)的化學(xué)方程，該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量(填“大于”或“小于”)生成物總能量。L是目前應(yīng)用最廣泛的金屬，用碳棒作陽極，L作陰極，接通電源(短時間)電解E水溶液的化學(xué)方程式。寫出E物質(zhì)的電子式。J與H反應(yīng)的離子方程式為。寫出G與熟石灰反應(yīng)制取漂白粉的化學(xué)方程式。高溫【答案】氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電2AI+Fe2O3AI2O3+2Fe大于電解-■2KCI+2H2O2KOH+H2個+CI2個L]:匚一:■-Al3++3AIO2-+6H2O=4AI(OH)3^2CI2+2Ca(OH)2=CaCI2+Ca(CIO)2+2H2O【解析】【分析】【詳解】形成D的元素的原子最外層電子數(shù)是次外層的3倍，原子只能有2個電子層，最外層電子

數(shù)為6,則D為O2；K為紅棕色固體粉末，K為Fe2O3；由于電解A得到C與D,則C與K生成A的反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，故A為AI2O3，L為Fe,C為Al；黃綠色氣體G為Cl2，與C反應(yīng)得到H為AICI3；B的焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍(lán)色鉆玻璃)，B中含有K元素，B在催化劑、加熱條件下反應(yīng)生成氧氣，則B為KCIO3，E為KCI,電解KCI溶液生成KOH、H2和Cl2，過量的F與氯化鋁反應(yīng)得到J,則丨為H2，F(xiàn)為KOH，J為KAIO2；H為AICI3，氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，故工業(yè)上制AI用氧化鋁不用氯化鋁，故答案為氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電；高溫C與K反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2AI+Fe2O3AI2O3+2Fe，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，高溫故答案為應(yīng)的反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，高溫故答案為2AI+Fe2O3AI2O3+2Fe；大于；Fe是目前應(yīng)用最廣泛的金屬，用碳棒作陽極，F(xiàn)e作陰極，接通電源(短時間)電解KCI電解水溶液的化學(xué)方程式為：2KCI+2H2O2KOH+H2個+CI2個，故答案為電解2KCI+2H2O2KOH+H2個+CI2個；E為KCI,KCI的電子式為x-；:C1::，故答案為\：'；-＜；J與H反應(yīng)的離子方程式為：AI3++3AIO2-+6H2O=4AI(OH)3d，故答案為Ab++3AIO2-+6H2O=4AI(OH)3&；G為CI2，G與熟石灰反應(yīng)制取漂白粉的化學(xué)方程式為2CI2+2Ca(OH)2=CaCI2+Ca(CIO)2+2H2O，故答案為2CI2+2Ca(OH)2=CaCI2+Ca(CIO)2+2H2O?！军c晴】本題考查無機(jī)推斷等，特殊顏色及D的原子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)化關(guān)系中特殊反應(yīng)等是推斷突破口，是對元素化合物知識及學(xué)生綜合能力的考查，需對基礎(chǔ)知識全面掌握。推斷題中常見的特征反應(yīng)現(xiàn)象有：(1)焰色反應(yīng)：Na(黃色)、K(紫色)；(2)使品紅溶液褪色的氣體：SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)；(3)白色沉淀Fe(OH)2置于空氣中最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色［Fe(OH)J(由白色T灰綠T紅褐色)；(4)在空氣中變?yōu)榧t棕色：NO；(5)氣體燃燒火焰呈蒼白色：H2在CI2中燃燒；在空氣中點燃呈藍(lán)色：CO、H2、CH4；(6)使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)：NH3；(7)空氣中出現(xiàn)白煙：NH3與酸性氣態(tài)物質(zhì)(或揮發(fā)性酸如鹽酸、硝酸)反應(yīng)等。6.有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A、C、E是常見的金屬單質(zhì)，E為紫紅色，反應(yīng)①可用于焊接鐵軌，B是赤鐵礦的主要成分，F(xiàn)的溶液中加入KSCN溶液變紅。(部分反應(yīng)物和生成物省略)

請回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\zD的化學(xué)式是?？蛇x用(填“字母”)實現(xiàn)反應(yīng)CTF的轉(zhuǎn)化。a.稀鹽酸b.氯氣/點燃c.CuSO4溶液反應(yīng)①的化學(xué)方程式為。反應(yīng)②的離子方程式為?！敬鸢浮緼I2O3b2AI+Fe2O3JJ_2Fe+Al2O3Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+【解析】【分析】A、C、E是常見的金屬單質(zhì)，反應(yīng)①可用于焊接鐵軌，B是赤鐵礦的主要成分，則A為Al、B為Fe2O3,C為Fe,D為Al2O3,E是紫紅色的金屬單質(zhì)，則E為Cu,F的溶液中加入KSCN溶液變紅，F(xiàn)為鐵鹽，可以由Fe與氯氣反應(yīng)得到，反應(yīng)②為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。詳解】⑴根據(jù)分析，D的化學(xué)式是：Al2O3；(2)反應(yīng)C-F是Fe轉(zhuǎn)化為Fe3+,Fe與鹽酸、CuSO4溶液生成Fe2+,Fe與氯氣反應(yīng)生成FeCl3，故答案選b；(3)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為：(3)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為：2AI+Fe2O3M_2Fe+AI2O3；⑷反應(yīng)②的離子方程式為：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。7.工業(yè)上用某礦渣(7.工業(yè)上用某礦渣(含有Cu2O、AI2O3、Fe2O3、SiO2)提取銅的操作流程如圖(金屬單質(zhì)E可由濾液C制取)：已知：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O⑴固體混合物B的成分是。它與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為。⑵濾液A中鐵元素的存在形式為(填離子符號)，生成該離子與Fe元素有關(guān)的離子反應(yīng)方程式為。要檢驗該鐵元素的離子的實驗⑶在濾液C中通入足量CO2的離子方程式為⑷金屬單質(zhì)E從固體混合物F中置換出Cu的化學(xué)方程式為【答案】SiO2和CuSiO2+2OH-=SiO32-+H2OFe2+Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O>2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+取少量溶液于試管中，滴加KSCN,溶液不變紅，再加入氯水，溶液變?yōu)檠t色，則有Fe2+OH-+CO2=HCO3-；AIO2-+CO2+2H2O=AI(OH)3d+HCO3-2AI+3CuO竊溫Al2O3+3Cu【解析】【分析】氧化亞銅與鹽酸反應(yīng)生成銅和銅離子，二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe3+，鐵離子與銅反應(yīng)生成亞鐵離子，固體為二氧化硅和銅，濾液中含有銅離子、亞鐵離子、鋁離子，加入足量的氫氧化鈉溶液，濾液C中含有偏鋁酸根離子，金屬E為鋁，固體D為氫氧化銅和氫氧化鐵的混合物，在空氣中灼燒，F(xiàn)為氧化銅和氧化鐵的混合物，粗銅為銅、鋁、鐵的混合物，經(jīng)過電解可得到純銅?！驹斀狻竣殴腆w混合物B的成分是SiO2和Cu。它與NaOH溶液即二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。氧化亞銅與鹽酸反應(yīng)生成銅單質(zhì)和銅離子，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成鐵離子，與銅反應(yīng)生成亞鐵離子，有銅剩余，故鐵離子完全轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，濾液A中鐵元素的存在形式為Fe2+，生成該離子與Fe元素有關(guān)的離子反應(yīng)方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。要檢驗該鐵元素的離子的實驗為取少量溶液于試管中，滴加KSCN，溶液不變紅，再加入氯水，溶液變?yōu)檠t色，則有Fe2+。⑶在濾液C中含有偏鋁酸鈉和氫氧化鈉，通入足量CO2的離子方程式為oh-+co2=hco3-；AIO2-+CO2+2H2O=AI(OH)3&+HCO3-。金屬單質(zhì)E為鋁，從固體混合物F為氧化銅和氧化鐵的混合物，置換出Cu的化學(xué)方程式為鋁熱反應(yīng)，2AI+3CuO高溫AI2O3+3Cu。8．工業(yè)上以鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的部分工業(yè)流程如圖所示：幗和阻8捕漕濾爲(wèi)一貳甲獻(xiàn)洗嫌幗和阻8捕漕濾爲(wèi)一貳甲獻(xiàn)洗嫌謔的u&d?品已知：鋰輝石的主要成分為Li2O?AI2O3?4SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。Li2O?AI2O34SiO2+H2SO4(濃)Li2SO4+AI2O3^4SiO2^H2Oo③某些物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示:

(1)從濾渣1中分離出(1)從濾渣1中分離出ai2o3的流程如下所示:寫出生成沉淀的離子方程式：已知濾渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向濾液1中加入石灰乳的作用是—(運用化學(xué)平衡原理簡述)。最后一個步驟中，用“熱水洗滌”的理由是___。工業(yè)上，將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下：將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液，LiOH溶液作陰極液，兩者用離子選擇性透過膜隔開，用惰性電極電解。電解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱，過濾、烘干得高純Li2CO3。a中電解時所用的是—(填“陽離子交換膜"或“陰離子交換膜”)。電解后，LiOH溶液濃度增大的原因是___。b中生成Li2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是—。磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為FePO4+Li^^=LiFePO4，電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+,寫出該電池放電時的正極反應(yīng)：—。【答案】Al3++3NH3^H2O===Al(OH)3^+3NH4+Ca(OH)2—=Ca2++2OH-,Mg2+與OH-結(jié)合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，導(dǎo)致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小陽離子交換膜陰極氫離子放電，鋰離子向陰極移動2LiOH+NH4HCO3二Li2CO3^+2H2O+NH3個FePO4+Li++e-===LiFePO4【解析】【分析】由工業(yè)流程圖可知，鋰輝石經(jīng)過研磨、加熱、酸化得到可溶性的硫酸鋰、硫酸鋁和不溶的二氧化硅，過濾得到濾液1和含有二氧化硅的濾渣1,向濾液1中加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值后，再加入碳酸鈉溶液，以增加溶液中Ca2+、OH-的濃度，使Mg(OH)2、CaCO3更利于析出，以便形成濾渣2，向濾液2中加入飽和碳酸鈉溶液，反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀，過濾、熱水洗滌的原因是Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小，可減少Li2CO3的損失，得到最終產(chǎn)物碳酸鋰，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1)據(jù)已知信息①可知濾渣1中含有氧化鋁和二氧化硅，氧化鋁是兩性氧化物，而二氧化硅是酸性氧化物，因此首先用鹽酸溶解濾渣1，過濾后得到二氧化硅和氯化鋁的溶液。向濾液中通入足量的氨氣即可生成氫氧化鋁，灼燒氫氧化鋁即可得到氧化鋁，生成沉淀的離子方程式為Al3++3NH3^H2O===Al(OH)3^+3NH4+，故答案為：Al3++3NH3^H2O===Al(OH)3^+3NH4＋；(2)石灰乳中存在氫氧化鈣的溶解平衡Ca(OH)2=Ca2++2OH-,Mg2+與OH-結(jié)合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，導(dǎo)致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀，而鈣離子與碳酸根結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，故答案為：Ca(OH)2=Ca2++2OH-,Mg2+與OH-結(jié)合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀，導(dǎo)致平衡右移，生成Mg(OH)2沉淀；⑶根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小，因此最后一個步驟中，用“熱水洗滌"可以減少固體溶解而造成的損失，故答案為：Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減??；①電解池中陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根離子，而鋰離子向陰極移動，故a中電解時所用的是陽離子交換膜，故答案為：陽離子交換膜；②陰極得到電子，則溶液中的氫離子放電，由于陰極氫離子放電，產(chǎn)生氫氧根離子，而鋰離子向陰極移動，所以電解后，LiOH溶液濃度增大。根據(jù)原子守恒可判斷LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱，除得到高純Li2CO3外還有氨氣和水生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2LiOH+NH4HCO3二Li2CO3^+2H2O+NH3個，故答案為：陰極氫離子放電，鋰離子向陰極移動；2LiOH+NH4HCO3二Li2CO3^+2H2O+NH3個；⑸根據(jù)原電池的工作原理，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，因此FePO4在正極上發(fā)生反應(yīng)，即正極反應(yīng)式為FePO4+Li++e-===LiFePO4，故答案為：FePO4+Li++e-===LiFePO4。9．近兩年來無人駕駛汽車的大熱使得激光雷達(dá)成為人們關(guān)注的焦點，激光雷達(dá)的核心部件需要一種氮化鋁(A1N)導(dǎo)熱陶瓷片。下圖是從鋁土礦(主要成分為A12O3，還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))中提取A12O3并生產(chǎn)A1N的工藝流程：(1)“溶解”時，已知溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉可發(fā)生反應(yīng)：2Na2SiO3+2NaA1O2+2H2O===Na2Al2Si2O8^+4NaOH。赤泥的主要成分除了生成的Na2Al2Si2O8還有(寫出化學(xué)式)，Na2Al2Si2O8用氧化物的形式表示為。⑵“酸化”時通入過量CO2與NaA1O2反應(yīng)生成NaHCO3和另一種白色沉淀，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；實驗室過濾需用到的玻璃儀器有燒杯、、玻璃棒。⑶“還原"時，炭黑在高溫下被氧化為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為；(4)已知：AlN+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3個?，F(xiàn)取氮化鋁樣品5.0g(假設(shè)雜質(zhì)只含有炭黑)加到100mL1.0mol?L-1的NaOH溶液中恰好反應(yīng)完，則該樣品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為【答案】Fe2O3Na2O?AI2O3?2SiO2NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3^+NaHCO3漏斗Al2O3+N2+3C"*2AIN+3CO個82%解析】【分析】鋁土礦(主要成分為A12O3，還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))，鋁土礦中加入氫氧化鈉溶液，SiO2和A12O3溶于氫氧化鈉溶液，溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉發(fā)生反應(yīng)：2Na2SiO3+2NaA1O2+2H2O===Na2Al2Si2O8^+4NaOH,氧化鐵不溶于氫氧化鈉溶液，所以過濾得到的赤泥為Fe2O3、Na2Al2Si2O8，濾液主要為偏鋁酸鈉溶液，偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳酸化得到的沉淀為氫氧化鋁，過濾得到的濾液主要為NaHCO3溶液，氫氧化鋁灼燒得到氧化鋁，氧化鋁、碳黑、氮氣在高溫下生成氮化鋁，同時碳被氧化為CO,據(jù)此解答此題?！驹斀狻垦趸F與氫氧化鈉不反應(yīng)，則赤泥的主要成分為Fe2O3、Na2Al2Si2O8，Na2Al2Si2O8用氧化物的形式表示為Na2O?AI2O3?2SiO2；答案為：Fe2O3；Na2O?AI2O3?2SiO2；"酸化”時通入過量CO2與NaA1O2反應(yīng)生成Al(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaAIO2+CO2+2H2O===Al(OH)3^+NaHCO3；實驗室過濾需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；答案為：NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3^+NaHCO3；漏斗；氧化鋁、碳黑、氮氣在高溫下生成氮化鋁，同時碳黑被氧化為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為：式為：AI2O3+N2+3C答案為：AI答案為：AI2O3+N2+3C2AIN+3C0個；漏斗;(4)加到100mL1.0mol?L-1的NaOH溶液中恰好反應(yīng)完，則n(Na0H)=0.1Lx1.0moI/L=0.1moI，根據(jù)反應(yīng)AIN+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3個可知，n(AIN)=n(NaOH)=0.1moI,所以AIN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：Q'lx41xlOO%=82%；答案為：82%；10．鈷元素由于其良好的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。利用含鈷廢料(含CoO、Co2O10．鈷元素由于其良好的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。利用含鈷廢料(含CoO、Co2O3、金屬AI、Li等)制取CoCI2?6H2O的流程圖如圖所示陵料1IV調(diào)pH=4rS-5會協(xié)幣液［直f曲及敢/r