第四章 物质结构 元素周期律 单元测试 （含解析） 2022-2023学年高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

第四章《物质结构 元素周期律》检测题
一、单选题
1．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，下列说法不正确的是
X Y
Z W Q
A．简单离子半径：
B．气态氢化物的稳定性：
C．W的单质易溶于
D．X、Y与氢元素均可形成原子个数比为1：1的化合物
2．短周期主族元素M、T、X、Y、Z的原子序数依次增大，M的气态氢化物极易溶于T的简单氢化物中，且所得溶液显碱性；常温下，X的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径的大小顺序为Y>Z>X>M>T
B．元素M的气态氢化物与Z的气态氢化物相遇会产生白烟
C．元素Y、Z的最高价氧化物的水化物酸性比较，Z的更强
D．仅由M、T两种元素组成的化合物有多种
3．据权威杂志《Nature》报道：科学家在距离地球3000光年的一个年轻的行星状星云NGC7027中，首次发现宇宙中最早的化学反应产物氦合氢离子(HeH+)(其模型如图所示)，科学家认为氦合氢离子是宇宙中最早的氢气来源，并于1925年就在实验室中合成了HeH+，下列说法正确的是
A．一个氦合氢离子有3个电子
B．如图模型中大球为H+
C．宇宙中早形成的元素是相对原子质量大的元素
D．推测HeH+可能具有强酸性
4．下列有关物质性质的比较正确的是
A．金属性：Na>K B．稳定性：
C．碱性： D．氧化性：
5．在下列物质中：
①H2O②NH3③NH3 H2O④乙醇⑤乙烯⑥CO2⑦CuSO4 5H2O⑧甲烷⑨H2O2
含非极性键的极性分子有（ ）
A．①②⑥ B．③④⑦ C．④⑨ D．③④⑧⑨
6．三元催化器是汽车排气系统中重要的净化装置，可同时将碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为无害物质和。下列说法错误的是
A．的结构式为 B．的电子式为
C．中只含有非极性键 D．上述转化过程中，氮元素被还原，碳元素被氧化
7．下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是
A．Na、K、Rb B．F、Cl、Br C．Mg2+、Al3+、Zn2+ D．Cl-、Br-、I-
8．运用元素周期律分析下面的推断，其中推断错误的是（ ）
A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O
B．氢氧化铊具有两性
C．硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
D．砹(At2)是有色固体，HAt不稳定
9．下列说法中不正确的是
A．气态单质分子中不一定存在共价键
B．由不同原子所形成的纯净物不一定是化合物
C．含有离子键的化合物不一定是离子化合物
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
10．W、X、Y、Z是短周期元素，W的一种同位素无中子，X的单质在空气中含量约占78%，Y的单质在空气中燃烧发出耀眼白光，Z的单质用于工业制漂白粉。下列说法错误的是
A．W和X形成的化合物中可能既存在极性键，又存在非极性键
B．含氧酸的酸性Z一定大于X
C．工业上采取电解熔融Y和Z化合物的方法治炼Y
D．W和X的化合物与W和Z的化合物反应可产生白烟
11．下列说法中，错误的是（ ）
A．研究物质的性质时，常用到观察、实验、分类、比较等方法
B．假说经过反复验证和修正，才能发展成为科学的理论
C．1811年意大利科学家阿伏伽德罗提出了原子学说，使人们对物质结构的认识发展到一个新的阶段
D．我国化学家在1965年第一次人工合成了具有生命活性的蛋白质，为世界生命科学的研究和发展做出贡献
12．下列各组物质中互为同分异构体的是（ ）
A．12C和14C B．金刚石和石墨
C．CO(NH2)2和NH4CNO D．H2、D2、T2
13．硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分，科学家最近发现了一种“水分子桥”催化促进硫酸盐形成的化学机制如图所示，下列说法不正确的是
A．该机制可以解决SO2的空气污染问题
B．“水桥”的形成与氢键有关
C．HSO与NO2间发生的总反应的离子方程式：HSO+2NO2+H2O=2HNO2+HSO
D．电子传递可以促进HSO中O—H键的解离，进而形成中间体SO
14．下列各组酸中，酸性前者弱于后者的是
A．、 B．HCl、
C．、 D．、
15．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物。由此可知，下列说法正确的是
A．X形成的单核阴离子的还原性大于Y形成的单核阴离子的还原性
B．Y、Z的氧化物对应水化物的酸性一定是Y的强于Z的
C．X、Y、Z的最简单氢化物中稳定性最弱的是Y的氢化物
D．Z的单质在化学反应中只能表现出氧化性
二、填空题
16．下列五种物质中，用序号填写① ② ③④⑤
只存在共价键的是________________，只存在离子键的是_______________________，既存在离子键又存在共价键的是________________，不存在化学键的是____________。属于共价化合物的是_______________，属于离子化合物的是__________________。
17．根据元素周期表1~20号元素的性质和递变规律，回答下列问题：
（1）属于金属元素的有 _________ 种，其中金属性最强的元素的单质与氧气反应生成的化合物的化学式为 _________ 、 _________（填两种）。
（2）最高正化合价最高的元素是 ________（填元素符号），其最高正化合价为__________。
（3）单质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是_________，并写出这两个方程式_________，________。
（4）第三周期中，原子半径最大的元素是（稀有气体元素除外）_____________。
三、计算题
18．将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。
(1)加入NaOH200～240mL时发生反应离子方程式：___。
(2)镁和铝的总质量为___g。
(3)硫酸的物质的量浓度为___mol/L
(4)生成的氢气在标准状况下的体积为___L。
19．将5.1 g镁铝合金溶于60 mL 5.0mol·LHSO溶液中，完全溶解后再加入a mL10.0 mol·L的NaOH溶液，此时溶液中的Mg、Al恰好完全沉淀，再继续滴加5 mL该NaOH溶液，得到的沉淀质量为9.7 g。
(1)当加入a=_________mLNaOH溶液时，可使溶液中的Mg和Al恰好完全沉淀。沉淀的最大值为__________ g。
(2)计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积___________。(写出计算过程)
四、实验题
20．某校化学实验小组学生为了验证非金属元素氯的非金属性强于硫和氮，设计了一套实验装置如图(已知氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢)。
回答下列问题：
(1)配平A中反应的化学方程式：_______ _______HCl(浓)+_______KMnO4=_______MnCl2+_______KCl+_______Cl2↑+_______ H2O。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。
(2)B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为_______；B中的现象为_______，由该现象得非金属性：Cl＞＞S。
(3)E中反应化学方程式为_______。
(4)D中出现白烟，涉及的反应化学方程式为_______、_______。
(5)有同学认为D中的现象并不能说明氯的非金属性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，请指出洗气装置盛装试剂为_______(填名称)。
21．氮化铝()是一种性能优异的新型材料，在许多领域有广泛应用。某化学小组模拟工业制氮化铝原理，欲在实验室制备氮化铝并检验其纯度。查阅资料：
①实验室用饱和溶液与溶液共热制：
②工业制氮化铝：，氮化铝在高温下能水解。
③与饱和溶液反应：
Ⅰ、氮化铝的制备
(1)实验中使用的装置如图所示，请按照氮气气流方向将各仪器接口连接___________。
(2)B装置内的X液体可能是___________；E装置内氯化钯溶液的作用可能是___________
Ⅱ、氮化铝纯度的测定
(方案Ⅰ)甲同学用下图装置测定的纯度(部分夹持装置已略去)。
(3)在分液漏斗和导气管之间连接导管A的目的是：___________。
(4)为了准确测定生成气体的体积，量气装置(虚线框内)中的Y液体可以是___________。
a、b、c、饱和溶液d、植物油
(方案Ⅱ)乙同学按以下步骤测定样品中的纯度(流程如下图)
(5)步骤②的操作是通入过量___________气体。
(6)样品中的纯度是___________(用含表示)，若在步骤③中未洗涤，则测定结果将___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
试卷第2页，共7页
参考答案：
1．B
【分析】X元素原子内层电子数是最外层电子数的一半，X原子只能有2个电子层，内层为2，最外层为4，则X是C元素，由元素在周期表的位置可知，Y是O，Z是Si，W是S，Q是Cl。
【详解】A．简单离子Y是O2-，W是S2-、Q是Cl-两者的核外电子排布相同，则原子序数大的，半径小，W>Q，W和Y处于同一主族，同主族离子半径自上而下增大，故W>Y，则简单离子半径：W>Q>Y，故A正确；
B．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：SiC．硫单质易溶于CS2，故C正确；
D．C、O元素均可与H元素形成原子个数比为1:1的化合物，如C2H2、H2O2等，故D正确；
答案选B。
2．A
【详解】由M的气态氢化物极易溶于T的简单氢化物，且所得溶液显碱性知，M为氮元素，T为氧元素；常温下，由X的单质能溶于Y的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液知，X为铝元素，Y的原子序数比X大，所以Y为硫元素，Z为氯元素；
A．N、O 元素为第二周期主族元素，Al、S、Cl元素为第三周期主族元素，且同周期主族元素核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：Al>S>Cl>N>O，故A错误；
B．NH3与HCl相遇生成NH4Cl(产生白烟)，故B正确；
C．Cl的非金属性强于S，酸性：HClO4>H2SO4，故C正确；
D．N、O可以组成NO、N2O、NO2、N2O4、N2O5等多种化合物，故D正确；
故答案为A。
3．D
【详解】A．由化学式可知，一个氦合氢离子含有3个质子、2个电子，故A错误；
B．由图可知，模型中大球为氦原子、小球为氢离子，故B错误；
C．由题意可知，宇宙中早形成的元素是相对原子质量小的氢元素和氦元素，故C错误；
D．由氦合氢离子是宇宙中最早的氢气来源可知，氦合氢离子可能会在溶液中电离出氦和氢离子而表现强酸性，故D正确；
故选D。
4．D
【详解】A. 根据元素周期律可知，同一主族从上往下元素的金属性依次减弱，故金属性：Na＜K，A错误；
B. 根据元素的简单气态氢化物的稳定性与元素的非金属性一致，故稳定性：SiH4＜PH3，B错误；
C. 根据元素最高价氧化物对应水化物的碱性与其金属性一致，故碱性：Mg(OH)2小于NaOH,错误；
D. 已知元素的非金属性越强其对应单质的氧化性就越强，故氧化性：，D正确；
故答案为：D。
5．C
【详解】①H2O是共价化合物，正负电荷中心不重合，由极性键构成的极性分子；
②NH3是共价化合物，结构不对称，正负电荷中心不重合，由极性键构成的极性分子；
③NH3和H2O都是极性键构成的极性分子，则NH3 H2O中正负电荷中心不重合，属于只含极性键的极性分子；
④乙醇分子中含有碳碳单键，是非极性键，结构不对称且正负电荷中心无法重叠，故乙醇是含非极性键的极性分子；
⑤乙烯中含有碳碳双键，是非极性键，碳氢键是极性键，其结构对称，正负电荷中心重合，属于含非极性键和极性键的非极性分子；
⑥CO2含有碳氧极性键，其结构对称，正负电荷中心重合，属于只含有极性键的非极性分子；
⑦CuSO4 5H2O的结构为，其中铜离子和硫酸根离子之间存在离子键，硫原子和氧原子间存在极性共价键，铜原子和氧原子间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键，结构中不存在非极性键；
⑧甲烷中碳氢键为极性键，其结构对称，正负电荷中心重合，属于只含有极性键的非极性分子；
⑨H2O2含有氧氢键和氧氧键，氧氧键是非极性键，氧氢键是极性键，H2O2不是直线形分子，是半开书页形的，两个氧原子在书脊，两个氢原子分别在两个书页上，正负电荷中心不重合，是含有极性键和非极性键的极性分子；
符合题目要求的为④⑨，答案选C。
6．C
【详解】A．分子中氮原子间形成氮氮三键，结构式为，A正确；
B．中C、O均达到8电子的稳定结构，电子式为 ，B正确；
C．中只含有H-O极性键，C错误；
D．上述转化过程中，氮元素化合价降低被还原，碳元素化合价升高被氧化，D正确；
故选C。
7．C
【详解】A．同主族元素，从上到下，原子半径(离子半径)逐渐增大，则Na、K、Rb原子半径逐渐增大，A不符题意；
B．同主族元素，从上到下，原子半径(离子半径)逐渐增大，则F、Cl、Br原子半径逐渐增大，B不符题意；
C．Zn2+电子层数最多，半径最大，Mg2+、Al3+电子层数相同但Al的核电荷数大，所以Al3+的半径小与Mg2+，C符合题意；
D．同主族元素，从上到下，原子半径(离子半径)逐渐增大，则Cl-、Br-、I-半径逐渐增大，D不符题意；
答案选C。
8．B
【详解】A．锂(Li)在氧气中燃烧产物是Li2O，故A正确；
B．同主族元素从上到下金属性依次增强，最高价氧化物的水化物的碱性增强，氢氧化铝有两性，所以氢氧化铊没有两性，具有碱性，故B错误；
C．锶与钡是同主族元素，BaSO4是难溶于水的白色固体，所以SrSO4也是难溶于水的白色固体，故C正确；
D．砹(At)属于卤素单质，从上到下，氢化物稳定性逐渐减弱，单质由气体过渡为固体，颜色逐渐加深，所以At为有色固体，HAt不稳定，故D正确；
故选B。
9．C
【详解】A.气态单质分子中不一定存在共价键，如稀有气体为单原子分子，不存在共价键，故A正确；
B.不同原子可能为同种元素的原子，也可能为不同元素的原子，由同位素的不同原子组成的单质为纯净物，如H2和D2混合气体为纯净物，则由不同原子所形成的纯净物不一定是化合物，故B正确；
C.离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，则含有离子键的化合物一定是离子化合物，故C错误；
D.含有金属元素的离子不一定是阳离子，如偏铝酸根为阴离子，离子中含有金属元素铝元素，故D正确；
故选C。
10．B
【分析】W、X、Y、Z是短周期元素，W的一种同位素无中子，则W为H元素；X的单质在空气中含量约占78%，则X为N元素；Y的单质在空气中燃烧发出耀眼白光，则Y为Mg元素；Z的单质用于工业制漂白粉，则Z为Cl元素。
【详解】A．W为H元素，X为N元素，存在物质N2H4，其结构式为：，“N-N”为非极性键、“N-H”为极性键，选项A正确；
B．Z为Cl元素，X为N元素，他们的含氧酸都有多种，如HClO4（是强酸）、HClO（是弱酸）、HNO3（是强酸）、HNO2（是弱酸），所以含氧酸的酸性Z（Cl）不一定大于X（N），选项B错误；
C．Y为Mg元素，Z为Cl元素，工业上采取电解熔融MgCl2的方法制取金属镁，选项C正确；
D．W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，NH3和HCl反应可产生白烟（为NH4Cl固体小颗粒），选项D正确；
答案选B。
11．C
【详解】A.观察、实验、分类、比较是研究物质性质的常用方法，故A正确；
B.假说是人们根据已知的事实材料和科学原理，对尚未被认识的自然现象及其规律性所作出的一种假定性的说明，假说在实践中不断得到修正、补充和丰富，就发展成为科学理论，故B正确；
C.1803年道尔顿提出原子学说，为近代化学的发展奠定了基础，故C错误；
D.我国化学家在1965年第一次人工合成了具有生命活性的蛋白质牛胰岛素，为世界生命科学的研究和发展作出了贡献，故D正确。
故答案为：C。
12．C
【详解】A. 12C和14C属于碳元素的不同原子，两者互为同位素；
B. 金刚石和石墨属于碳元素形成的不同单质，两者互为同素异形体；
C. CO(NH2)2和NH4CNO的分子式相同，但其结构不同，故两者互为同分异构体；
D. H2、D2、T2都属于氢气分子，属于同种物质，不是同分异构体。
综上所述，互为同分异构体的是C。
【点睛】同分异构体的研究对象是化合物。严格地讲，NH4CNO属于盐，没有分子式，只有化学式，但我们在习惯上还是称其为尿素的同分异构体。H、D、T属于H元素的天然同位素，其在各种物质中的丰度是相同的，也就是说，在通常情况下（不论是活泼金属与酸反应，还是电解法等，只要不进行同位素的分离）制备的H2中，理论上存在H2、D2、T2、HD、HT和DT等6种分子，故我们将这些分子称为同种物质的分子。
13．A
【详解】A．该机制可以解决二氧化氮形成的污染问题，A错误；
B．氢氧原子间的虚线表示氢键，所以水桥的形成与氢键有关，B正确；
C．从图分析HSO与NO2间反应，最后得到亚硝酸和硫酸氢根离子，发生的总反应的离子方程式：HSO+2NO2+H2O=2HNO2+HSO，C正确；
D．电子传递可以促进HSO中O—H键的解离，使氢原子与二氧化氮结合生成亚硝酸，同时形成中间体SO，D正确；
故选A。
14．D
【详解】A. C和Si为同主族元素，非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强：，故A不符合题意；
B. HCl是强酸，是弱酸，故B不符合题意；
C. N和P为同主族元素，非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强：，故C不符合题意；
D. 和都是S的含氧酸，所含S元素的化合价越高，酸性就越强，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
【点睛】非金属越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强；价态越高，其含氧酸的酸性越强
15．C
【分析】W、X、Y、Z四种短周期元素，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸生成离子化合物，这指的是铵盐，W是N元素；由元素在周期表中的物质可知，X为氧元素、Y为硫元素、Z为氯元素，以此解答该题。
【详解】A．X为氧元素、Y为硫元素，非金属O＞S，则阴离子还原性S2 >O2 ，故A错误；
B．Y为硫元素、Z为氯元素，氧化物对应水化物的酸性可能Y的强于Z的，例如硫酸酸性大于次氯酸，也可能Y的弱于Z的，例如亚硫酸酸性弱于高氯酸，故B错误；
C．X、Y位于同一主族，同主族元素非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，X＞Y，Y、Z位于同一周期，同周期元素非金属性逐渐增强，Z＞Y，最简单氢化物中稳定性最弱的是Y的氢化物，故C正确；
D．Z为氯元素，氯气在与水的反应中，既体现氧化性，又体现还原性，故D错误；
答案选C。
【点睛】非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，为易错点。
16．
【详解】①为单原子分子，不存在化学键；
②中只含共价键，属于共价化合物；
③为共价化合物，只含有共价键；
④中既含离子键又含共价键，属于离子化合物；
⑤中只含离子键，属于离子化合物；
故只存在共价键的是②③，只存在离子键的是④，既存在离子键又存在共价键的是⑤，不存在化学键的是①；属于共价化合物的是②③，属于离子化合物的是④⑤。
【点睛】熟悉一般金属元素与非金属元素形成离子键，非金属元素之间形成共价键及特殊物质中的化学键即可解答，特别注意，不是所有的单质中均存在非极性共价键，单原子分子中不存在化学键，不是含有金属元素的化合物就是离子化合物，共价化合物中一定存在共价键，一定不存在离子键，而离子化合物中一定存在离子键，可能存在共价键。
17． 7 K2O K2O2 Cl +7 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑, 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+H2↑ Al Na
【详解】（1）元素周期表前20号元素中属于金属元素的有Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca，共7种。在这些金属元素中金属性最强的元素是K与氧气反应生成的化合物有K 2 O、K2O2 、KO2 、KO3 。
故答案为 7 K2O K2O2
（2）Cl元素的在高氯酸根中有最高正价为+7价。
故答案为 Cl +7
（3）金属Al既能和酸反应也能和碱反应，Al和盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，铝和氢氧化钠反应的方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
故答案为 Al 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（4）同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小。因此第三周期中，原子半径最大的是Na。
故答案为 Na
18． OH-+ Al(OH)3=AlO+2H2O 9 2.5 10.08
【分析】由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20 mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，溶液的溶质为H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；当V(NaOH溶液)=200 mL时，沉淀量最大，此过程中Mg2+、Al3+与OH-反应生成Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液溶质为Na2SO4；从200 mL到240 mL，NaOH溶解固体Al(OH)3，发生反应：OH-+ Al(OH)3=AlO+2H2O，据此分析解答。
【详解】(1)加入NaOH200～240mL时，NaOH溶解固体Al(OH)3，发生反应：OH-+ Al(OH)3=AlO+2H2O；
(2)沉淀量最大时成分为Mg(OH)2和Al(OH)3，物质的量之和为0.35 mol，从200 mL到240 mL，NaOH溶解Al(OH)3，当V(NaOH溶液)=240 mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.15 mol，所以Al(OH)3的物质的量为0.35 mol-0.15 mol=0.2 mol，由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.20 mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15 mol，所以镁和铝的总质量为m(Al)+m(Mg)=0.20 mol×27 g/mol+0.15 mol×24 g/mol=9 g；
(3)沉淀量最大时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于200 mLNaOH溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍，所以n(Na2SO4)=0.5×5 mol/L×0.2 L =0.5 mol，所以H2SO4的物质的量浓度c(H2SO4)==2.5mol/L；
(4 根据以上分析，n(Al)=0.2 mol，n(Mg)=0.15 mol，由于Al是+3价金属，Mg是+2价的金属，所以金属失去电子的物质的量n(e-)=3n(Al)+2n(Mg)=0.2 mol×3+ 0.15 mol×2=0.9 mol，根据反应过程中得失电子守恒，可知反应产生氢气的物质的量n(H2)=0.5n(e-)=0.45 mol，则在标准状况下的体积V(H2)=0.45 mol×22.4 L/mol=10.08 L。
19． 60 13.6 设镁铝合金混合物中含有x molMg，y molAl，则24x+27y=5.1；58x+78y=13.6，解得：x=0.1，y=0.1，可得关系式
则n(H2)=0.1mol+0.15mol=0.25mol，V(H2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L。
【详解】（1）所发生的反应为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4，Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4，n(H2SO4)=0.06L×5mol/L=0.3mol，当溶液中的Mg、Al恰好完全沉淀时，溶液成分为Na2SO4，此时n(NaOH)=2n(H2SO4)=2×0.3mol=0.6mol，所以；Mg、Al恰好完全沉淀，再继续滴加5 mL该NaOH溶液，Al(OH)3溶解，得到的沉淀质量为9.7 g，5mL NaOH溶液的物质的量n(NaOH)=0.005L×10mol/L=0.05mol，发生反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，则溶解的Al(OH)3的物质的量为0.05mol，质量为0.05mol×78g/mol=3.9g，则溶液中的Mg和Al恰好完全沉淀，沉淀的最大值为3.9g+9.7g=13.6g；
（2）设镁铝合金混合物中含有x molMg，y molAl，则24x+27y=5.1，58x+78y=13.6，解得：x=0.1，y=0.1，可得关系式
则n(H2)=0.1mol+0.15mol=0.25mol，V(H2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L。
20．(1) 16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O 1：5
(2) 吸收挥发出的氯气和氯化氢，防止污染空气 溶液变浑浊
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(4) 3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl HCl+NH3=NH4Cl
(5)饱和食盐水
【分析】A装置制备氯气，B装置中若产生浑浊可证明氯气的氧化性强于硫，即非金属性Cl>S，C为干燥装置；E装置制备氨气，干燥后和氯气一起通入D的球形干燥管中发生反应，若有白烟产生，可证明氯气的氧化性强于氮气，非金属性Cl>N。
（1）根据得失电子守恒和原子守恒可配平：16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O；氧化剂为KMnO4，还原剂为转化为氯气的HCl，物质的量之比为2：10=1：5；
（2）B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为：吸收挥发出的氯气和氯化氢，防止污染空气；氯气将硫离子氧化为硫单质，故B中的现象为：溶液变浑浊；
（3）E中为实验室制备氨气的反应，化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（4）D中出现白烟，氯气先氧化氨气生成氮气和氯化氢，氯化氢与氨气生成了氯化铵固体，涉及的反应化学方程式为：3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl，HCl+NH3=NH4Cl；
（5）盐酸易挥发，制备的氯气中混有氯化氢，氯化氢遇氨气也能生成白烟，故在C之前加一个盛放饱和食盐水的洗气装置，除去氯气中的氯化氢气体。
21．(1)f(g)→g(f)→a→b
(2) 浓硫酸 吸收CO防污染
(3)平衡压强使分液漏斗内液体能顺利滴下、防止因液体滴入使所测气体体积偏大
(4)ad
(5)二氧化碳/CO2
(6) 偏高
【分析】氮化铝在高温下能水解，因此C装置制得氮气后，先用B装置干燥氮气，再在D装置发生反应生成氮化铝和一氧化碳，再通入到A防止E处水蒸气进入D，E主要是处理尾气；
根据样品溶解氧化铝和AlN变为偏铝酸钠，得到滤渣碳和不溶性杂质，滤液与二氧化碳反应，过滤、洗涤最后得到灼烧得到氧化铝，可以计算样品中氧化铝的质量，再计算纯度。
（1）
氮化铝在高温下能水解，因此C装置制得氮气后，先用B装置干燥氮气，再在D装置发生反应生成氮化铝和一氧化碳，再通入到A防止E处水蒸气进入D，E主要是处理尾气，因此气流方向将各仪器接口连接 e→c→d→f(g)→g(f)→a→b→i→h；
（2）
B装置主要是干燥氮气气体，浓硫酸具有吸水性可做干燥剂，因此X液体可能是浓硫酸；E装置内氯化钯溶液可以吸收有毒气体一氧化碳防治污染，其作用是处理尾气，防止CO污染环境；故答案为：浓硫酸；吸收CO防污染。
（3）
在分液漏斗和导气管之间连接导管A的目的是：平衡压强使分液漏斗内液体能顺利滴下、防止因液体滴入使所测气体体积偏大；
（4）
氨气极易溶于水形成氨水，不溶于有机溶剂；AlN和NaOH溶液反应生成氨气，为准确测定生成气体的体积，则氨气不能溶于该溶液，因此量气装置(虚线框内)中的Y液体可以是ad；故答案为：ad。
（5）
滤液主要是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液，偏铝酸钠和二氧化碳可以反应生成氢氧化铝沉淀，故将偏铝酸钠溶液转化为沉淀，则为通入过量CO2气体；故答案为：通入过量CO2气体。
（6）
样品中C等不溶性杂质为m2g，则AlN和Al2O3的质量为(m1 m2)g，AlN最终变为Al2O3，利用质量差量法计算，，，因此AlN的质量为，则AlN的纯度是；
若在步骤③中未洗涤，测差量法时质量变大，因此测定结果将偏高