山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-07铝及其化合物

这是一份山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-07铝及其化合物试卷主要包含了单选题，工业流程题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-07铝及其化合物

一、单选题
1．（2023·山西·校联考一模）在中学常见的物质中，选择合适的物质和条件按以下流程进行转化。

下列表格中所选的物质或试剂(所需条件已略去)，不能完全满足以上转化流程的是
选项
X
试剂1
试剂2
A



B



C
C


D

稀盐酸


A．A B．B C．C D．D
2．（2022·山西太原·统考三模）a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y、Z、W为这些元素形成的常见化合物，X为二元化合物，常温下0.1mol/L X溶液的pH=1。物质之间的转化关系如图所示。

下列说法正确的是
A．简单离子半径：e＞d＞ b
B．b、c形成的化合物中都不含共价键
C．Z、W都能破坏水的电离平衡
D．b的氢化物稳定性一定强于e的氢化物
3．（2022·山西临汾·统考三模）下列生产活动与相应化学原理不相符的是
选项
生产活动
化学原理
A
过氧化钠用于呼吸面具的制造
过氧化钠与人呼出的H2O、CO2都能发生反应生成O2
B
葡萄酒生产时用SO2做食品添加剂
二氧化硫具有还原性，且有防腐作用
C

用氧化铁和铝粉组成的混合物焊接钢轨

氧化铁和铝粉剧烈反应放出大量的热，使产物单质铁呈熔融状态
D
用乙二醇合成涤纶
乙二醇与水分子间可形成氢键，可互溶
A．A B．B C．C D．D
4．（2022·山西临汾·统考模拟预测）下列除杂方法错误的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
除杂操作
A
SO2(HCl)气体
饱和NaHSO3溶液
洗气
B
NaCl(KNO3)固体
蒸馏水
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
C
Fe2O3(Al2O3)
NaOH溶液
过滤
D
KCl(FeCl3)溶液
——
加热，过滤
A．A B．B C．C D．D
5．（2021·山西太原·统考模拟预测）已知：代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．标准状况下，和的混合气体中含有的原子数目为
B．常温下，的溶液中含有的数目为
C．常温常压下，乙烷分子中含有键的数目为
D．常温下，投入到足量浓硝酸中，转移的电子数为

二、工业流程题
6．（2021·山西临汾·统考一模）铍是火箭、导弹、航空航天和冶金工业等领域不可替代的材料，有“超级金属”之称。以绿柱石为原料制备金属铍的工艺如下：

已知：铍及其化合物具有与铝及其化合物相似的化学性质。回答下列问题：
(1)用氧化物形式表示为 。
(2)750℃烧结时，与绿柱石作用生成易溶于水的，写出该反应的化学方程式 。
(3)烧结冷却后，水浸之前“操作a”的目的是 。
(4)“过滤1”的滤液中若加入的氢氧化钠溶液过量，后果是 (结合离子方程式说明)
(5)已知25℃时，当溶液的时，此时是否完全沉淀 (列式计算)。
(6)由制备的化学方程式为 。工业上电解熔融混合物制备金属铍，电解时阴极反应式为 。
7．（2021·山西太原·统考模拟预测）下图是以铝土矿(主要成分是和少量、杂质)为原料制取铵明矾晶体的一种工艺流程。

请回答：
(1)试剂Ⅰ为 ，滤渣a可以“变废为宝”，写出它的一种用途 。
(2)证明铁元素已除尽的实验方法是 。
(3)滤液2中通入足量进行酸化得到固体c，则生成固体c的离子方程式为 。
(4)由溶液d制取铵明矾溶液的化学方程式为 ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、 、 、干燥(填操作名称)。
8．（2021·山西·统考一模）为了解决环境污染问题，中国政府大力扶持新能源汽车行业的发展。新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工艺流程如图：

碳酸锂在水中溶解度：
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/℃
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
(1)过程Ⅰ的操作是 。
(2)过程Ⅱ加入足量NaOH溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(3)过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如表所示：
序号
酸
氧化剂
浸出液Li+浓度(g/L)
滤渣中Li含量/%
实验1
HCl
H2O2
9.02
0.10
实验2
HCl
NaClO3
9.05
0.08
实验3
HCl
O2
7.05
0.93
①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为 。
②综合考虑Li+的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为 。
(4)浸出液中存在大量H2PO和HPO，结合平衡移动原理，解释过程Ⅳ：加入30%的Na2CO3溶液得到磷酸铁晶体的原因 。
(5)若滤液2中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3(过程Ⅴ)后，过滤所得粗品中Li元素占原Li元素总量的95.5%，计算母液中c(CO)= 。[Ksp(Li2CO3)=1.62×10-3]
(6)过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用 (填“热水”或“冷水”)洗，理由是 。
(7)工业上将回收的Li2CO3和FePO4粉碎，并与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。请写出反应的化学方程式 。

三、元素或物质推断题
9．（2021·山西吕梁·统考一模）甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素，它们之间的转化关系如图示(部分反应物及生成物已略去)。

(1)若甲为气态氢化物，乙为黄色固体，写出此时反应①的化学方程式 。
(2)若甲为两性氧化物，乙的水溶液呈酸性，请用离子方程式写出乙的水溶液呈酸性的原因 ，写出此时反应④的离子方程式 。
(3)若甲为金属单质，反应④为置换反应，则往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为 。
(4)若甲为气体单质，乙为含有极性共价键的非极性分子，请写出乙的电子式 。

参考答案：
1．D
【详解】A． Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeCl3与Cu反应生成FeCl2，FeCl2和Cl2反应生成FeCl3，转化能完全实现，A不选；
B．NH3与CuO高温条件下反应生成N2，N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO，NO和NH3在催化剂并加热条件下反应生成N2，转化能完全实现，B不选；
C．C和SiO2高温条件下反应生成CO，CO和O2反应生成CO2，CO2与C高温条件下反应生成CO，转化能完全实现，C不选；
D．与稀盐酸反应生成或，和均不与反应，转化不能完全实现，D选；
故选D。
2．C
【分析】a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z、W为这些元素形成的常见化合物；其中，d单质和X溶液反应生成Z溶液，d单质还能和Y溶液反应生成W溶液，Z溶液和W溶液反应生成两性化合物，该化合物为Al(OH)3；X为二元化合物，常温下0.1mol/L X溶液的pH=1，则X为HCl，故d为Al，Z为AlCl3，Y为NaOH，W为NaAlO2，a单质为H2；由于a、b、c、d、e为原子序数依次增大，故a为H，b为O，c为Na，d为Al，e为Cl。
【详解】A．由分析可知，b为O，d为Al，e为Cl，它们的简单离子分别为O2-、Al3+、Cl-，O2-和Al3+的电子层结构相同，但是Al的原子序数较大，故离子半径：O2-＞Al3+，O2-、Al3+都只有两个电子层，Cl-有三个电子层，故Cl-的离子半径最大，所以，简单离子半径：Cl-＞O2-＞Al3+，A错误；
B．由分析可知，b为O，c为Na，它们形成的化合物Na2O2含有离子键和共价键，B错误；
C．由分析可知，Z为AlCl3，W为NaAlO2，它们在水中都会发生水解，都能促进水的电离平衡正向移动，C正确；
D．由分析可知，b为O，e为Cl，O的氢化物有H2O2、H2O，Cl的氢化物为HCl，H2O2的稳定性较弱，而HCl的稳定性较强，故O的氢化物稳定性不一定强于Cl的氢化物，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．Na2O2与人呼出的H2O、CO2都能反应生成O2，O2又可以供给人呼吸，A运用了相应化学原理，A不合题意；
B．SO2具有还原性可做抗氧化剂，防止葡萄酒中还原性物质被氧化，且能杀灭生产过程中产生的杂菌，做防腐剂，B运用了相应化学原理，B不合题意；
C．氧化铁和铝粉发生铝热反应生成单质铁，反应放出大量热使产物单质铁呈熔融状态，铁水流到钢轨槽中将两段钢轨焊接在一起，C运用了相应化学原理，C不合题意；
D．乙二醇合成涤纶是利用乙二醇中两个羟基，可发生缩聚反应得到高分子化合物，与乙二醇和水分子间存在氢键可互溶无关，D没有运用相应化学原理，D符合题意；
故选D。
4．B
【详解】A．SO2不溶于饱和NaHSO3溶液，HCl和NaHSO3反应生成NaCl、水和二氧化硫，故可用饱和NaHSO3溶液通过洗气除去SO2中的HCl，A正确；
B．KNO3溶解度随温度降低而大幅减小，采用冷却结晶后过滤NaCl中会混有KNO3，因采用加热浓缩，趁热过滤，B错误；
C．Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2和H2O，Fe2O3和NaOH不反应，可用加NaOH溶液然后过滤的方法除去Fe2O3中的Al2O3，C正确；
D．KCl不水解，FeCl3水解生成氢氧化铁和HCl，加热HCl挥发，水解平衡正向移动，得到氢氧化铁沉淀，然后过滤除去氢氧化铁，可以除杂，D正确；
答案选B。
5．A
【详解】A．标准状况下，和的混合气体的物质的量是0.1mol，含有的原子数目为，故A正确；
B．没有溶液体积，不能计算的溶液中含有的数目，故B错误；
C．乙烷分子式是C2H6，乙烷的物质的量是1mol，1个乙烷分子中有6个键，含有键的数目为，故C错误；
D．常温下，铝在浓硝酸中钝化，投入到足量浓硝酸中，转移的电子数小于，故D错误；
选A。
6． 增大接触面积，使其充分溶解 发生反应[或]，使铍的产率降低(或氢氧化铍沉淀量减少) 当时，，因此，此时已经沉淀完全 (或)
【分析】750℃烧结时，与绿柱石作用生成易溶于水的和难溶于水的Fe2O3、Al2O3、SiO2，过滤，得到含有的滤液，加入适量氢氧化钠溶液，过滤得到Be(OH)2，煅烧Be(OH)2得到BeO，与C、Cl2在高温条件下反应制备，电解熔融混合物制备金属铍。
【详解】(1)中Be、Al、Si、O的个数比为3:2:6:18，用氧化物形式表示为；
(2)750℃烧结时，与绿柱石作用生成易溶于水的，由流程图可知，还生成难溶于水的Fe2O3、Al2O3、SiO2，则该反应的化学方程式；
(3)烧结冷却后，水浸之前的“操作a”为粉碎，目的是增大接触面积，使其充分溶解；
(4) “过滤1”加入适量氢氧化钠溶液，得到Be(OH)2，若“过滤1”的滤液中加入的氢氧化钠溶液过量，则会发生反应[或]，使铍的产率降低(或氢氧化铍沉淀量减少)；
(5)当溶液的时，，则此时已完全沉淀；
(6)由流程可知，与C、Cl2在高温条件下反应制备，反应的化学方程式为。工业上电解熔融混合物制备金属铍，电解时阴极反应式为(或)。
7． 稀硫酸或稀盐酸 制作光导纤维 取少量滤液2于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则说明铁元素以除尽 AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO Al2(SO4)3+(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2 过滤 洗涤
【分析】铝土矿中先加入足量稀硫酸得到硫酸铝和硫酸铁的混合溶液，滤渣a主要为SiO2，滤液1中加入足量NaOH溶液过滤得到滤液2(偏铝酸钠溶液)和滤渣b(氢氧化铁沉淀)，滤液2中通入足量CO2过滤得到固体c(氢氧化铝)，加稀硫酸溶解得到硫酸铝溶液，加入硫酸铵得到铵明矾溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到铵明矾晶体。
【详解】(1)试剂Ⅰ应为强酸溶液，可以是稀硫酸或稀盐酸；滤渣a主要成分为SiO2，可以用来制作光导纤维；
(2)该流程中Fe元素在溶液中主要以Fe3+的形式存在，所以可以取少量滤液2于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则说明铁元素以除尽；
(3)滤液2主要成分为偏铝酸钠，加入过量二氧化碳得到氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO；
(4)溶液d主要成分为硫酸铝，根据元素守恒可得制取铵明矾溶液的化学方程式为Al2(SO4)3+(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2；从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到铵明矾晶体。
8． 粉碎或研磨等 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ClO+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O H2O2 CO结合H+，c(H+)减小，H2PO⇌HPO+H+，HPO⇌PO+H+两个电离平衡均向右移动，c(PO)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁晶体 0.20mol/L 热水 由表中数据可知升高温度，Li2CO3的溶解度减小，则热水洗涤可减少Li2CO3的溶解(或损失) Li2CO3+2FePO4+2C2LiFePO4+3CO↑
【分析】LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)研磨后加入氢氧化钠溶液，将铝溶解分离，滤液1中含有NaAlO2，滤渣1含有LiFePO4和石墨粉；滤渣1中加入盐酸、氧化剂可氧化亚铁离子生成铁离子，滤渣2为石墨粉，浸出液中含有铁离子、锂离子，加入30%碳酸钠溶液可生成FePO4•2H2O，滤液2中含有锂离子，加入饱和碳酸钠溶解并加热，可生成Li2CO3粗品，处理后得到高纯Li2CO3，据此分析解答。
【详解】(1)粉碎样品，可增大接触面积，加快反应速率，故答案为：粉碎或研磨等；
(2) LiFePO4废旧电极中含杂质Al、石墨粉，其中单质铝可溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，所以过程Ⅱ中加入足量NaOH溶液的作用是溶解Al，使其分离出去，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
(3)①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，应生成氯气，反应的离子方程式为ClO+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，故答案为：ClO+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
②实验2生成的氯气会污染空气，增加了酸和氧化剂的用量，实验1与实验3相比，Li+的浸出率较高的是H2O2，所以最终选择H2O2作为氧化剂，故答案为：H2O2；
(4)要得到过程Ⅳ得到磷酸铁晶体，可使溶液中PO浓度增大，则应使H2PO⇌HPO+H+，HPO⇌PO+H+平衡正向移动，可加入与H+反应的物质，可加入碳酸钠。因此原因是CO结合H+，c(H+)减小，H2PO⇌HPO+H+，HPO⇌PO+H+，两个电离平衡均向右移动，c(PO)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁晶体，故答案为：CO结合H+，c(H+)减小，H2PO⇌HPO+H+，HPO⇌PO+H+两个电离平衡均向右移动，c(PO)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁晶体；
(5)Ksp(Li2CO3)=1.62×10-3，滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率达到95.5%，则混合后滤液中c(Li+)==0.09mol/L，滤液③中c(CO)=mol/L=0.20mol/L，故答案为：0.20mol/L；
(6)由碳酸锂在水中溶解度数据可知，升高温度，Li2CO3的溶解度减小，则用热水洗涤可减少Li2CO3的溶解，故答案为：热水；Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的溶解；
(7)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎与炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePO4，反应的方程式为Li2CO3+2FePO4+2C2 LiFePO4+3CO↑，故答案为：Li2CO3+2FePO4+2C2 LiFePO4+3CO↑。
【点睛】本题的易错点为(5)，要注意Ksp(Li2CO3)= c2(Li+) ×c(CO)，难点是(4)，要注意浓度对电离平衡的影响的应用。
9． 2H2S + O2 2S + 2H2O Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O 血红色
【详解】(1)若甲为气态氢化物，乙为黄色固体，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为H2S，乙为S，丙为SO2，故此时反应①的化学方程式2H2S + O2 2S + 2H2O，故答案为：2H2S + O2 2S + 2H2O；
(2)若甲为两性氧化物，乙的水溶液呈酸性，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为Al2O3，乙为Al2(SO4)3或者AlCl3，丙为AlO，故乙的水溶液呈酸性的原因为Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+，此时反应④的离子方程式为Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O，故答案为：Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+；Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O；
(3)若甲为金属单质，反应④为置换反应，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为Fe，乙为Fe3+，丙为Fe2+，故往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为血红色，故答案为：血红色；
(4)若甲为气体单质，乙为含有极性共价键的非极性分子，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为CH4，乙为CO2，丙为CO，故乙的电子式为：，故答案为：。