2017年化學(xué)高考題分類(lèi)解析考點(diǎn)11 鎂、鋁元素單質(zhì)及其重要化合物

高考試題分類(lèi)解析PAGE考點(diǎn)11鎂、鋁元素單質(zhì)及其重要化合物非選擇題1.(2017·天津高考·7)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置如圖所示,使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液,并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的問(wèn)題。Ⅰ.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明)(1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為。B→C的反應(yīng)條件為,C→Al的制備方法稱為。(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無(wú)變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))。a.溫度b.Cl-的濃度 c.溶液的酸度(3)0.1molCl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。Ⅱ.含鉻元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時(shí),能從漿液中分離出來(lái)的原因是,分離后含鉻元素的粒子是;陰極室生成的物質(zhì)為(寫(xiě)化學(xué)式)。【命題意圖】本題借助元素化合物的知識(shí)考查電子式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的制備、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、電化學(xué)等相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用能力?！窘馕觥慷栊噪姌O電解混合物的漿液時(shí),Na+移向陰極,移向陽(yáng)極。Al(OH)3、MnO2在固體混合物中,當(dāng)加入NaOH時(shí),Al(OH)3轉(zhuǎn)化為,通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,再加熱分解為Al2O3,最后熔融電解生成Al。(1)NaOH的電子式為Na+;根據(jù)上述分析,BC的條件為加熱或者煅燒,CAl的制備方法為電解Al2O3。(2)由題干圖示可知,D為MnO2,所以其與濃鹽酸的反應(yīng)條件為加熱,根據(jù)信息,加入硫酸之后會(huì)繼續(xù)反應(yīng),所以影響條件為溫度和溶液的酸度。(3)根據(jù)題干信息可知,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1。(4)在直流電源的作用下,通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng),脫離漿液;分離后含鉻元素的粒子是和;由于陰極是溶液中的H+得電子生成氫氣,所以陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。答案:(1)Na+加熱(或煅燒)電解法(2)a、c(3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1(4)在直流電場(chǎng)作用下,通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng),脫離漿液和NaOH和H2【知識(shí)拓展】常見(jiàn)金屬冶煉的方法:(1)電解法:金屬活動(dòng)性順序表中Na→Al(較活潑)金屬的冶煉。如2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。(2)熱還原法:金屬活動(dòng)性順序表中Zn→Cu金屬的冶煉。①用H2作還原劑金屬的冶煉。②用C(焦炭、木炭)、CO作還原劑。如ZnO+CZn+CO↑等。③作還原劑(鋁熱劑)冶煉難熔的金屬。④用Na、Mg等活潑金屬為還原劑冶煉Ti等有色金屬。(3)加熱法:Hg、Ag等不活潑金屬的冶煉,可用加熱其氧化物或煅燒其硫化物的方法。(4)物理提取——富集:Pt、Au在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉礦粒、泥沙等雜質(zhì)便可得。(5)濕法冶金:即利用溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(如置換、氧化還原、中和、水解等),對(duì)原料中的金屬進(jìn)行提取和分離的冶金過(guò)程。2.（2017?甲卷?26）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示: 回答下列問(wèn)題:(1)在分解水泥樣品過(guò)程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是,還可使用代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是。沉淀B的主要成分為、(填化學(xué)式)。(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400g水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！久}意圖】本題考查了元素化合物的基礎(chǔ)知識(shí),意在考查考生在化工流程中對(duì)元素化合物知識(shí)的應(yīng)用能力和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力?！窘馕觥扛鶕?jù)題目給出的流程可以得出:水泥樣品中的SiO2在用氯化銨、鹽酸和硝酸的處理過(guò)程中以沉淀的形式除去,而所得濾液中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等,用氨水調(diào)節(jié)pH在4~5時(shí)Fe3+、Al3+將會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,此時(shí)在濾液中加入草酸銨溶液會(huì)生成草酸鈣沉淀,草酸鈣沉淀經(jīng)稀硫酸處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,從而根據(jù)KMnO4溶液的用量來(lái)計(jì)算水泥樣品中鈣的含量。(1)Fe2+和Fe3+相比較,Fe3+在溶液的pH較小時(shí)就能形成沉淀,因此需要將溶液中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+,以便于以沉淀的形式除去。雙氧水在酸性條件下可以將Fe2+氧化為Fe3+且不會(huì)引入雜質(zhì)。(2)SiO2不溶于一般酸性溶液,所以沉淀A是SiO2,SiO2能與弱酸HF發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)的方程式為SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。(3)濾液中含有Mg2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等,用氨水調(diào)節(jié)pH在4~5時(shí)Fe3+、Al3+將會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,加熱可以促進(jìn)Fe3+、Al3+水解,防止生成二者的膠體,而膠體微粒能透過(guò)濾紙,從而影響分離效果。(4)將題目給出的方程式配平為2+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2+8H2O。則有5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4,n(KMnO4)=0.0500mol·L-1×36.00mL×10-3L·mL-1=1.80×10-3mol,n(Ca2+)=4.50×10-3mol,水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=45.0%。答案:(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+雙氧水(或H2O2)(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O)(3)防止膠體生成,易沉淀分離Fe(OH)3Al(OH)3(4)45.0%3.(2017·江蘇高考·16)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:

注:SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。(2)向“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗,原因是

。(4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。(5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合,有利于AlN的制備,其主要原因是

【命題意圖】本題考查金屬鋁的工藝流程制備,意在考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)分析工業(yè)流程以及對(duì)生產(chǎn)中某些現(xiàn)象解析的能力?！窘馕觥?1)Al2O3為兩性氧化物,在NaOH溶液中會(huì)溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3與過(guò)量的NaOH反應(yīng),導(dǎo)致溶液的pH減小。(3)電解Al2O3時(shí)生成O2,O2會(huì)氧化石墨。(4)陽(yáng)極為OH-失去電子生