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10．【2018西安市八校联考】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等杂质)制取铝的一种工艺流程示意图如下：
已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表。
开始沉淀时 完全沉淀时 Al(OH)3 3.4 4.7 Fe(OH)2 6.3 8.3 Fe(OH)3 1.5 2.8 （1）为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_______________________ _________________________________________(写出两条)。
（2）浸渣的主要成分为________________________________________。
（3）净化除杂操作分为两步：第一步是通入气体a，其目的是_____________。第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化除杂生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______________________________。
（4）写出沉淀反应操作中发生反应的离子方程式：______________________________。 （5）实验室高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是_______。
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一、考点透视 1.【答案】B
【解析】A．1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24g镁和27g铝各自的物质的量都是1mol，所以24g镁含有的质子数为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13mol，选项A错误。B．设氧气和臭氧的质量都是mg，则氧气（O2）的物质的量为m/32mol，臭氧（O3）的物质的量为m/48mol，所以mm
两者含有的氧原子分别为m/32×2= mol和m/48×3= mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，
1616而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。C．重水为
，其中
含有1个中子，
，其中
含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1mol重水含有
含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1mol水
答案与解析 10mol中子。水为没有中子，
含有8mol中子。两者的中子数之比为10∶8=5∶4，选项C错误。D．乙烷（C2H6）分子中有6个C－H键和1个C－C键，所以1mol乙烷有7mol共价键。乙烯（C2H4）分子中有4个C－H键和1个C＝C，所以1mol乙烯有6mol共价键，选项D错误。
和任何人呵呵呵 人人人他他他有意义2.【答案】D
【解析】A. 废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；B. 根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；C. 得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，C正确；D. 硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。答案选D。
3.【答案】D
【解析】A项，NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3
受热易分解没有对应关系；B项，SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系；C项，Al2O3的熔点很高，用作耐高温材料，Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系；D项，CaO能与水反应，用于食品干燥剂，CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系；答案选D。
4.【答案】D
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r(Y) r(Z) r(W)，A项错误；B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na(Y) Al(Z)，Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金属性：O(X) S(W)，X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；答案选D。
5.【答案】（1）Al–3e–===Al3+（或2Al–6e–===2Al3+） 催化剂 2Al+6CO2===Al2(C2O4)3
【解析】（1）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–===Al3+（或2Al–6e–===2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2===Al2(C2O4)3。
二、考点突破 1.【答案】C
【解析】通入CO2时，反应的先后顺序：①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O、②2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3、③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3、④BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，根据通入CO2的量，判断沉淀的量，C正确。
2.【答案】D
和任何人呵呵呵 人人人他他他有意义【解析】假设氢氧化钠的物质的量浓度为1mol·L－1，将图中氢氧化钠的体积单位毫升扩大为升，则50～60L：发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO2＋2H2O，根据铝元素守恒，n(Al3+)＝10×1mol＝10mol，则Al2(SO4)3
－
的物质的量为5mol；0～50L：发生的反应：Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓，消耗的Mg2+的物质的量为10mol，因此两者物质的量之比为1∶2，D正确。
3.【答案】C
【解析】n(HCl)＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，n(NaOH)＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，n(Al)＝0.1mol，2Al＋6H+===2Al3+＋3H2↑、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2＋3H2↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n(HCl)＝
－
3n(Al)＝0.3mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成氯化铝；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1mol＜0.3mol，所以NaOH有剩余。根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，A错误；加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其他反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入稀盐酸，B错误；在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的钠原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，C正确；a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，D错误。
4.【答案】C
【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，金属铝和氢氧化钠反应产生氢气3.36L(标准状况)，氢气的物质的量为3.36L÷22.4L·mol－1＝0.15mol，根据电子转移守恒可知n(Al)＝0.15mol×2÷3＝0.1mol，金属铝的质量为0.1mol×27g·mol－1＝2.7g，金属铝提供电子的物质的量是0.3mol，将合金溶于过量稀硝酸中，分别生成Al3+、Fe3＋、Cu2＋，得到沉淀的质量为25.4g，根据电子守恒，反应中金属铁、铜提供的电子的物质的量等于生成碱的氢氧根离子的物质的量，即n(OH－)＝[25.4－(17.9－2.7)]g÷17g·mol－1＝0.6mol。金属共提供电子的物质的量为0.6mol＋0.3mol＝0.9mol，反应中，硝酸中N元素由＋5价得电子生成＋2价，则生成NO的体积为0.9mol÷3×22.4L·mol－1＝6.72L。
5.【答案】D
【解析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应：AlO2＋H+＋H2O===Al(OH)3↓，A
－
+2－－
正确；第二阶段，AlO2反应完毕，发生反应：CO23＋H===HCO3，b线表示CO3减少，c线表示HCO3的增
－
－
－
加，所以b和c曲线表示的离子反应是相同的，B正确；加盐酸50mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化
－铝沉淀，加50～100mL盐酸时CO23转化为HCO3，加100～150mL时盐酸与HCO3反应，氢氧化铝沉淀不溶
－
－
解，则M点沉淀的质量和盐酸50mL时沉淀的质量相同，由NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓知，n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05mol，m[Al(OH)3]＝0.05mol×78g·mol－1＝3.9g，C正确；第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是50mL，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据第一阶段、第二阶段发生反应AlO2＋
－
+2－－H+＋H2O===Al(OH)3↓，CO23＋H===HCO3，可知CO3与AlO2的物质的量之比为1∶1，D错误。
－
－
6.【答案】D
和任何人呵呵呵 人人人他他他有意义【解析】O→A段是二氧化碳首先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，A→B段是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾，B→C段是偏铝酸钾与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾，C→D段是碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子，D→E段是碳酸钡溶解变成碳酸氢钡，A、B错误；通入V L二氧化碳气体时，溶液中存在碳酸氢钾碳酸氢钡，根据守恒可知，消耗二氧化碳共6mol，体积为134.4L，生成沉淀最大值是1mol的碳酸钡和2mol氢氧化铝，C正确；D点时溶液为碳酸氢钾溶液，碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度，D错误。
7.【答案】C
【解析】钠与氧气反应常温下生成Na2O，加热条件下生成Na2O2，与氧气的量无关，A不正确；打磨过的铝箔加热时会迅速被氧化生成一层致密的氧化膜，故出现的现象仍然是熔化但不滴落，B不正确；镁条表面有一层致密的氧化膜，故点燃前，应先用砂纸打磨，C正确；铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D不正确。
8.【答案】C
【解析】A项，硝酸没有完全被利用，且产生污染（NO）；B项，用到氯气，且过程复杂；D项，浓H2SO4
没有完全被利用，且产生SO2。
9.【答案】（1）AlO2、OH－
－
（2）盐酸 升温、搅拌或适当增大酸的浓度(任写两种即可) （3）Mg2+、Ca2+、Fe3+ Fe3+
（4）①2NaClO3＋MgCl2===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓
②在相同温度下，NaCl的溶解度较小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通过蒸发结晶可得
【解析】（1）MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化铝与过量氢氧化钠反应，故碱浸后的滤液Ⅰ中含有AlO2和OH－，最终制得的金属A是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3。（2）浸出时，
－
从化学反应速率和化学平衡的影响因素来分析判断。（3）依据表格中pH得知，最先调pH至完全析出氢氧化铁沉淀
10.【答案】（1）加热、将铝土矿粉碎成粉末(或其他合理答案) （2）SiO2
（3）将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)3胶粒具有吸附性 （4）Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4 （5）坩埚
【解析】（1）为提高浸出速率，还可以适当升高温度、将铝土矿粉碎成粉末等。（2）铝土矿的成分中只有SiO2与硫酸不反应，所以浸渣的主要成分是SiO2。（3）根据流程分析可知，气体a是氧气，通入氧气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。由于生成的Fe(OH)3胶粒具有吸附性，故能吸附溶液中的悬浮杂质，并共同沉淀。（4）
和任何人呵呵呵 人人人他他他有意义沉淀反应操作中Al2(SO4)3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，离子方程式为Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4。（5）实验室高温焙烧时，盛放固体的仪器是坩埚。
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