专题9金属与人类文明综合练习 （含解析 ）2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 专题9金属与人类文明综合练习 （含解析 ）2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 632.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-15 08:26:08 | ||
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文档简介
专题9金属与人类文明综合练习
2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 为适应火车提速，一些铁路线上原有的短轨需要连接为超长轨。工人们用这一反应原理来焊接钢轨。下列有关该反应的说法中，正确的是。( )
A. 该反应属于化合反应 B. 该反应属于复分解反应 C. 该反应属于置换反应 D. 该反应中铝被还原
2. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 少量的氯化铁溶液与硫化钠溶液反应：
B. 硫代硫酸钠溶液中通入：
C. 溶液与少量溶液反应：
D. 碱性条件下，用溶液与反应制备新型净水剂：
3. 向一定量的、、、的混合物中加入的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出标准状况，往所得溶液中加入溶液，无红色出现。若用足量的在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为 ( )
A. B. C. D.
4. 用如图装置可以制备沉淀，下列说法不正确的是( )
A. 该实验应该先打开，一段时间后再关闭
B. 实验完成时，在容器中得到白色沉淀
C. 如果将溶液直接滴入溶液中，最终得到红褐色沉淀
D. 本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
5. 构建知识网络是一种有效的学习方法，化学学习中的“价一类”二维图就是其中一种，如图所示是铁及其化合物的“价一类”二维图，下列有关叙述或化学方程式书写不正确的是( )
A. 物质的氧化物不稳定，在空气中受热迅速被氧化
B. 可能是
C. 在空气中容易被氧化成，每被氧化消耗的氧气为
D. 的反应类型是氧化还原反应
6. 下列有关金属及其化合物的叙述不合理的是( )
A. 将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的
B. 铝中添加适量钾，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C. 无水呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
D. 盐碱地含较多等不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
7. 某同学通过如下流程制备氧化亚铜：
溶液
已知：难溶于水和稀硫酸；。下列说法不正确的是( )
A. 步骤中的可用替换
B. 步骤中为防止被氧化，可用水溶液洗涤
C. 步骤发生反应的离子方程式为
D. 如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度
8. 如图所示装置，可用于制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。实验提供的试剂：铁屑、稀硫酸、溶液等，下列说法不正确的是( )
A. 烧瓶中发生反应的离子方程式为
B. 实验结束后集气瓶中收集到的是纯净气体
C. 生成的操作：关闭止水夹，使烧瓶中溶液压入装置中进行反应
D. 若取下装置的橡皮塞，可观察沉淀由白色变成灰绿色最后变为红褐色
9. 铝土矿中主要含有，还有少量，杂质，从铝土矿中冶炼金属铝方法如图所示步骤、、中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应。下列有关说法不正确的是( )
A. 电解熔融氧化铝制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低氧化铝熔融所需的温度
B. 步骤的作用是除去母液中的的
C. 步骤生成沉淀的离子反应方程式为
D. 将步骤和步骤顺序颠倒，再通入足量也能得到氢氧化铝沉淀
10. 下列金属冶炼、、、、磁铁矿、，其中最适宜用热还原法冶炼的是( )
A. B. C. D.
11. 铝热反应有广泛的用途，实验装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 铝热反应的能量变化可用图表示
B. 和铝粉的混合物被称为铝热剂
C. 铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬、镁等熔点较高的金属
D. 铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为
12. 向含和的混合溶液中加入的溶液，产生沉淀的物质的量与加入溶液体积间的关系图正确的是( )
A. B. C. D.
13. 将等物质的量的和同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体标准状况下。下列说法错误的是( )
A. 标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3：1
B. 加入的固体过氧化钠为7.8g
C. 反应后有固体剩余
D. 反应后的溶液中含有的溶质是NaOH和NaAlO2
14. 下列有关反应的离子方程式书写错误的是( )
A. 向溶液中加入过量稀氨水：
B. 用硫酸酸化的标准溶液滴定草酸：
C. 在碱性溶液中与反应生成：
D. 向溶液中加入足量溶液：
15. 某一无色溶液，若向其中加入足量的饱和氯水，溶液呈橙黄色；再向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀；若向原溶液中加入铝粉，有气体放出，该溶液中可能大量存在的一组离子是( )
A. B.
C. D.
二、实验题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 某班同学用如下实验探究、的性质。回答下列问题：
分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。为防止被氧化，溶液中需加入___________，反应的化学方程式为___________。
甲组同学取溶液，加入滴溶液，再加入几滴氯水，溶液变红，说明可将氧化。
乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下依次加入滴溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是___________。
丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于支试管中进行如下实验：
第一支试管中加入滴淀粉溶液，溶液显___________色；
第二支试管中加入滴溶液，生成蓝色沉淀；
第三支试管中加入滴溶液，溶液变红。
实验检验的离子可能是___________填离子符号；写出与反应的离子方程式___________。
17. 在一定条件下，用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。某校化学小组利用下图所列装置进行铁与水反应的实验，并利用产物进一步与四氧化三铁反应制取铁粉。装置中的铁架台、铁夹等必要的夹持仪器在图中均已略去
烧瓶中常加入碎瓷片，其作用是___________________，小试管的作用是______________________________。
为了安全，在管中的反应发生前，在出口处必须_________________，管中的反应开始后，在出口处应______________________。
反应在一定条件下实际上为可逆反应，本实验中是如何实现向的转变的试用化学平衡移动原理加以解释 _____________________。
停止反应，待管冷却后，取其中固体加入过量稀盐酸，充分反应后过滤。简述证明滤液中含有的实验操作及现象______________________。
若管中反应按以下两步进行：，，假设实验开始时管中的为，反应一段时间后停止实验，冷却后取出其中固体干燥后称量，其质量变为。通过计算分析其组成可能为________填序号
和和和 、和
用此固体与铝粉在一定条件下进行铝热反应，最多可消耗铝粉________。不考虑空气中的成分参与反应
18. 纳米材料二氧化钛可做优良的催化剂。
资料卡片
物质 熔点 沸点
Ⅰ工业上二氧化钛的制备方法：
将干燥后的金红石主要成分为，主要杂质与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入反应，制得混有杂质的。
将分离，得到纯净的。
在中加水，加热，水解得到沉淀。
高温分解得到。
根据资料卡片中信息判断，与在常温下的状态是_______，分离二者所采取的操作名称是_______。
中反应的化学方程式是_______。
若在实验室完成，应将放在_______填仪器名称中加热。
Ⅱ据报道：能“吃废气”的“生态马路”是在铺设时加入一定量的，受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成，其过程大致如下：
中破坏的是_______填“极性共价键”或“非极性共价键”。
能清除路面空气中的、等，主要是利用了的_______填“氧化性”或“还原性”。
Ⅲ某研究性学习小组用下列装置模拟“生态马路”清除的原理。夹持装置已略去
若缓慢通入已折算成标准状况气体，结果溶液增重，则的转化率为_______。
当气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是_______。
三、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
19. 某磁铁矿石的主要成分是磁性氧化铁，还含少量的、。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用，工艺流程如图：已知不溶于水和碱，但溶于酸：。
根据流程图回答下列问题：
溶液的主要成分是 ______。
溶液中的金属阳离子与过量试剂反应的离子方程式是 ______。
在溶液中滴加溶液的现象是 ______；发生的化学反应方程式为 ______。
聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣主要成分，含少量碳及二氧化硅为原料制备的流程如图：
加热条件下酸浸时，与硫酸反应。酸浸时，通入的目的是 ______。
“浓度检测”是先将含溶液用适量的还原为；再用酸性标准溶液测定的量被还原为，此时发生反应的离子方程式为：______。若用掉溶液，则的物质的量浓度为 ______。
20. 有一无色溶液，其中可能含有、、、、、、、、等离子中的几种忽略水的电离，为分析其成分，各取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示。请回答下列问题：
焰色试验是_________填“物理”或“化学”变化。
原溶液中一定存在的离子有_________写离子符号，下同，可能存在的离子有_________。
实验中产生的白色沉淀的成分可能是_________。
若原溶液中的物质的量为，则_________。
段的生成物与明矾溶液反应的离子方程式为______________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】A.具有氧化性，具有还原性，两者发生氧化还原反应生成和，由于过量，与生成，离子方程式为，故A错误；
B.硫代硫酸钠溶液与氯气反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸，反应的离子方程式为 ，故B正确；
C.溶液与少量溶液反应，先与反应，再和反应，由于较少，不会参与反应，离子方程式为，故C错误；
D.碱性条件下，用溶液与反应制备新型净水剂，正确的离子方程式为，故D错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】因一定量的、、、的混合物中加入的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，无血红色出现，说明溶液中的溶质为，
根据氮元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为，所以，由铁元素守恒可知，气还原混合物得到的物质的量：
4.【答案】
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气排出装置内的空气，关闭止水夹后，利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到容器中生成白色沉淀。
A.该实验应该先打开，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭，故A正确；
B.实验完成时，容器中没有白色沉淀，白色沉淀在容器中得到，故B错误；
C.如果将溶液直接滴入溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；
D.本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确；
故选B。
5.【答案】
【解析】是价铁的氧化物，是；是价铁的氢氧化物，是；是价铁的氢氧化物，是。
A.是，不稳定，在空气中受热迅速被氧化，故A正确；
B.铝的活泼性大于铁，铝能置换出氧化铁中的铁，可能是，故B正确；
C.在空气中容易被氧化成，根据得失电子守恒，每被氧化消耗氧气，没有明确是否为标准状况，体积不一定为，故C错误；
D.的反应中，铁元素化合价发生了变化，该反应是氧化还原反应，故D正确；
故选C。
6.【答案】
【解析】A.铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故A不选；
B.根据铝合金的性质，铝合金具有密度低、强度高的性质，故可应用于航空航天等工业，故B不选；
C.利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同，故可根据颜色判断硅胶中是否能吸水，故C不选；
D.，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，故D选；
故选D。
7.【答案】
【解析】A.步骤中的主要目的是将还原为，同样具有还原性，可用于代替，故A不符合题意；
B.水溶液具有还原性，可以防止被氧化，故B不符合题意；
C.步骤生成物为，因此与氢氧化钠溶液在加热条件下发生的离子反应为：，故C不符合题意；
D.如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应得到的固体中有和，无法计算试样纯度，故D符合题意；
故选D。
8.【答案】
【解析】烧瓶中，与稀硫酸发生反应，生成和；打开，生成的逸出，排尽、装置内的空气；然后关闭活塞，此时产生的将烧瓶内的溶液压入装置中，与发生反应，从而生成白色沉淀等。
A.烧瓶中，与稀硫酸发生反应，生成和，离子方程式为，A正确；
B.起初排出的空气也进入集气瓶中，所以实验结束后集气瓶中收集到的气体是和空气的混合气，B错误；
C.关闭活塞，产生的将烧瓶中的溶液压入装置中，与发生反应，从而生成白色沉淀，C正确；
D.若取下装置的橡皮塞，溶解的空气中的与反应生成，可观察沉淀由白色变成灰绿色最后变为红褐色，D正确；
故选B。
9.【答案】
【解析】铝土矿的主要成分是，含有杂质、，因、与溶液反应，不与溶液反应；除不与盐酸反应外，、均与盐酸反应；结合流程可知，步骤中，用盐酸浸取铝土矿并过滤得到母液，母液含有、；向母液中加入过量烧碱除去、，并将转化为，过滤得到母液，母液中含有；向母液中通入过量二氧化碳，得到；加热分解得到，再电解氧化铝可得到。
A.氧化铝熔点较高，需要加入冰晶石，降低氧化铝熔融所需的温度，故A正确；
B.步骤中加入过量溶液，作用是除去、，故B正确；
C.通入足量二氧化碳与偏铝酸根反应：，故C正确；
D.将步骤和步骤顺序颠倒，母液中含有、，再通入足量得不到氢氧化铝沉淀，故D错误；
故选D。
10.【答案】
【解析】金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法，金属活动顺序表中的金属冶炼：活泼金属、、、、一般用电解熔融的氯化物是电解熔融三氧化二铝制得；较不活泼的金属、、、、等用热还原法制得，常用还原剂有、、等；、用加热分解氧化物的方法制得，、用物理分离的方法制得，以此来解答。
由分析可知：、利用电解法冶炼；、、磁铁矿均可利用热还原法冶炼；利用加热分解法；其中最适宜用热还原法冶炼的为：；
故选A。
11.【答案】
【解析】A.铝热反应是放热反应，能量变化可用图表示，故A正确；
B.和铝粉的混合物被称为铝热剂，故B正确；
C.镁的活泼性大于，不能用铝热反应冶炼金属镁，故C错误；
D.铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为，故D正确；
故选C。
12.【答案】
【解析】向含和的混合溶液中加入的溶液，从反应开始到加入时，的物质的量为，发生反应，，恰好中和完全，生成沉淀，再加入时，发生反应，，此时恰好沉淀完全，生成沉淀和沉淀，该阶段共生成沉淀，再加入时，发生反应，生成沉淀，根据图像变化趋势可知，D正确。
13.【答案】
【解析】Na2O2和Al放入足量的水中，Na2O2先完全反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，生成的NaOH可与铝继续发生反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，因Na2O2与Al物质的量相等，故前者产生的NaOH过量，Al无剩余，反应得到的溶液中溶质为NaOH和NaAlO2，O2和H2的物质的量之比为１:３，以此分析回答。
Ａ．由以上分析，根据计算关系式：2Al~3H2、2Na2O2~O2可知，产生的氢气与氧气的物质的量之比为3：1，标准状况下体积比也是3：1，故A正确；
Ｂ．由以上分析知，Na2O2产生的氧气为4.48 L×1/4=1.12 L，其物质的量为0.05 mol，则过氧化钠的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，故B正确；
C．由以上分析知，反应后无固体剩余，故C错误；
D．由以上分析知，反应得到的溶液中溶质为NaOH和NaAlO2，故D正确。
故选：C。
14.【答案】
【解析】A.氯化铝与过量的稀氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为：，A正确；
B.用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：，B正确；
C.次氯酸钠溶液在碱性条件下与氯化铁溶液反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，反应的离子方程式为：，C错误；
D.碳酸氢镁溶液与足量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为：，D正确；
答案选C。
15.【答案】
【解析】
【分析】
某一无色溶液，若向其中加入足量饱和氯水，溶液呈橙色，则溶液中原来可能含有；向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，沉淀应为硫酸钡沉淀，则含有或者；向原溶液中加入铝粉，有气体放出，则原溶液可能为酸或碱的溶液，据此分析解题。
【解答】
A.各离子均为无色，相互之间不反应，符合题干转化信息，符合题意；
B.，二者不能大量共存，不合题意；
C.的水溶液显黄色，且，二者不能大量共存，不合题意；
D.与反应生成可以生成，但不符合加入足量饱和氯水，溶液呈橙色，向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，故D不合题意；
故答案为：。
16.【答案】少量铁屑；
隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响
蓝；；
【解析】铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在溶液中需加入少量铁屑可以防止氯化亚铁被氧化；反应的化学方程式为；
煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；
三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，故加入淀粉溶液，溶液变蓝；因能与反应生成蓝色沉淀，则可用溶液检验；实验说明碘离子可以被氧化生成碘单质，结合电子守恒、元素守恒可得离子方程式为。
17.【答案】防止液体暴沸；冷凝水蒸气
检验氢气的纯度；点燃氢气
实验中不断通入水蒸气增大反应物浓度，并移走氢气减小生成物浓度，从而使反应正向进行
取滤液少量，向其中滴加溶液，溶液变为血红色，即证明含有；
【解析】烧瓶用于提供水蒸气，为防止暴沸现象，应加入碎瓷片。在加热条件下，中还原铁粉与水蒸气反应生成和氢气，装置用于冷却水蒸气，然后在中进行干燥，然后用氢气与反应制备铁，以此解答该题。
加热液体时要防止暴沸，则在烧瓶中常加入碎瓷片，其目的是防止液体暴沸；小试管在冰水混合物中，能冷却水蒸气，除去多余的水蒸气；
在装置中与水蒸气反应产生和 ，生成的氢气把装置、中的空气排净，为了防止氢气中混有空气加热爆炸，所以加热前，先检验出口处氢气的纯度，最后氢气要点燃处理，即在出口处应点燃氢气；
高温下与反应的化学方程式为，在一定条件下该反应实际上是可逆反应，如使平衡正向移动，可实验中不断通入水蒸气增大反应物浓度，并移走氢气减小生成物浓度，使平衡正向移动；
管中生成，若检验其中的，应该先加盐酸溶解形成溶液，然后加溶液，若溶液变为血红色，即证明含有。即证明存在的方法是：取滤液少量，向其中滴加溶液，若溶液变为血红色，即证明含有；
质量为，其物质的量为，其中元素的物质的量，则质量；反应一段时间后停止实验，冷却后取出其中固体干燥后称量，其质量变为，说明剩余固体中含有元素，因此不可能完全是单质；其中元素的物质的量 ，：：：。
固体中含有元素，不可能完全是单质，不符合题意；
当和按：混合时，符合固体中：：比例关系，符合题意；
无论和以任何比例混合，都不符合：：比例关系，不符合题意；
当和按：混合时，符合固体中：：比例关系，符合题意；
假设、和混合物中三种物质的物质的量分别是、、，要符合：：比例关系，则：：，整理可得，就符合上述关系，符合题意；
综上所述可知符合题意的物质组合为；
用上述固体与粉发生铝热反应，产生单质和，根据上述计算可知元素的物质的量，则由化学式可知，其质量。
18.【答案】液态；蒸馏
坩埚
极性共价键
氧化性
将残留在装置中的排出，被溶液吸收，减小误差；将剩余的气体排出并吸收，防止污染空气
【解析】从含杂质的金红石矿中提取，需要经过以下步骤：、；利用蒸馏的方法，获得纯净的；；灼烧可获得。
与的熔点分别为、，沸点分别为、，则与在常温下的状态是液态，分离二者可利用沸点的差异，则所采取的操作名称是蒸馏；
中水解生成等，反应的化学方程式是；
呈固态，让其分解需灼烧，若在实验室完成，应将放在坩埚中加热；
中，，则断裂共价键，所以破坏的是极性共价键键；
能清除路面空气中的、等，将它们转化为不污染大气的等，主要是利用了的氧化性；
通入气体的物质的量为，溶液增重，，则的转化率为；
反应后，装置内滞留一定量的、，若不排出，会影响测定结果，并造成环境污染，所以当气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是：将残留在装置中的排出，被溶液吸收，减小误差；将剩余的气体排出并吸收，防止污染空气。
19.【答案】
先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色； 、
将氧化为
；
【解析】
【分析】
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
【解答】
向磁铁矿石中加入氢氧化钠溶液时，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，四氧化三铁和氧化亚铜不溶解，过滤得到含有四氧化三铁、氧化亚铜的固体和偏铝酸钠溶液；向固体中加入稀硫酸，四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，反应生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸铜的溶液和铜固体；向溶液中加入过量的铁，硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，过滤得到硫酸亚铁溶液和含有铜、铁的固体；向固体中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，过滤得到铜固体和硫酸亚铁溶液。
由分析可知，溶液的主要成分是偏铝酸钠，
故答案为：；
溶液中的金属阳离子与过量试剂的反应为硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，反应的离子方程式为，
故答案为：；
向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，立即发生反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，反应生成的氢氧化亚铁具有强还原性，被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，有关的化学反应方程式为、，
故答案为：先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；、；
由题给流程可知，粉碎后的废铁渣加热条件下酸浸时，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，通入氧气将溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，过滤得到不溶的滤渣和硫酸铁溶液；检测溶液中的铁离子浓度后，向溶液中加入一定量的聚硅酸混凝，静置得到聚硅酸铁；
由分析可知，酸浸时通入氧气的目的是将溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，
故答案为：将氧化为；
由题意可知，加入酸性重铬酸钾溶液发生的反应为硫酸亚铁与酸性重铬酸钾溶液反应生成硫酸铁、硫酸钾、硫酸铬和水，反应的离子方程式为，由方程式可知，用掉重铬酸钾溶液时，反应中消耗亚铁离子的物质的量为，由铁原子个数守恒可知，铁离子的浓度为，
故答案为：；。
20.【答案】物理
、、、
或和
【解析】多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色试验，亦称焰色反应。
无色溶液，则不含和；由焰色试验显黄色可知，含有；由加溶液和稀盐酸得到沉淀可知，含有；由加固体得到白色沉淀和无色无味气体，加溶液得到沉淀的图像可知，含有和，则不含、。根据以上分析可知原溶液中一定存在的离子有、、、，可能存在。
实验是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和铝离子生成氢氧化铝沉淀，和镁离子生成氢氧化镁沉淀，反应中产生的白色沉淀的成分可能是或和。
依据图形变化可知，的物质的量为，的物质的量为，的物质的量等于硫酸钡沉淀的物质的量，为，溶液体积为，若溶液中的物质的量为，依据电荷守恒计算，。
段的生成物是四羟基合铝酸钠，与明矾溶液反应的离子方程式为
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2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 为适应火车提速，一些铁路线上原有的短轨需要连接为超长轨。工人们用这一反应原理来焊接钢轨。下列有关该反应的说法中，正确的是。( )
A. 该反应属于化合反应 B. 该反应属于复分解反应 C. 该反应属于置换反应 D. 该反应中铝被还原
2. 下列离子方程式书写正确的是( )
A. 少量的氯化铁溶液与硫化钠溶液反应：
B. 硫代硫酸钠溶液中通入：
C. 溶液与少量溶液反应：
D. 碱性条件下，用溶液与反应制备新型净水剂：
3. 向一定量的、、、的混合物中加入的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出标准状况，往所得溶液中加入溶液，无红色出现。若用足量的在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为 ( )
A. B. C. D.
4. 用如图装置可以制备沉淀，下列说法不正确的是( )
A. 该实验应该先打开，一段时间后再关闭
B. 实验完成时，在容器中得到白色沉淀
C. 如果将溶液直接滴入溶液中，最终得到红褐色沉淀
D. 本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态
5. 构建知识网络是一种有效的学习方法，化学学习中的“价一类”二维图就是其中一种，如图所示是铁及其化合物的“价一类”二维图，下列有关叙述或化学方程式书写不正确的是( )
A. 物质的氧化物不稳定，在空气中受热迅速被氧化
B. 可能是
C. 在空气中容易被氧化成，每被氧化消耗的氧气为
D. 的反应类型是氧化还原反应
6. 下列有关金属及其化合物的叙述不合理的是( )
A. 将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的
B. 铝中添加适量钾，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C. 无水呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
D. 盐碱地含较多等不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
7. 某同学通过如下流程制备氧化亚铜：
溶液
已知：难溶于水和稀硫酸；。下列说法不正确的是( )
A. 步骤中的可用替换
B. 步骤中为防止被氧化，可用水溶液洗涤
C. 步骤发生反应的离子方程式为
D. 如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度
8. 如图所示装置，可用于制取和观察在空气中被氧化时颜色的变化。实验提供的试剂：铁屑、稀硫酸、溶液等，下列说法不正确的是( )
A. 烧瓶中发生反应的离子方程式为
B. 实验结束后集气瓶中收集到的是纯净气体
C. 生成的操作：关闭止水夹，使烧瓶中溶液压入装置中进行反应
D. 若取下装置的橡皮塞，可观察沉淀由白色变成灰绿色最后变为红褐色
9. 铝土矿中主要含有，还有少量，杂质，从铝土矿中冶炼金属铝方法如图所示步骤、、中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应。下列有关说法不正确的是( )
A. 电解熔融氧化铝制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低氧化铝熔融所需的温度
B. 步骤的作用是除去母液中的的
C. 步骤生成沉淀的离子反应方程式为
D. 将步骤和步骤顺序颠倒，再通入足量也能得到氢氧化铝沉淀
10. 下列金属冶炼、、、、磁铁矿、，其中最适宜用热还原法冶炼的是( )
A. B. C. D.
11. 铝热反应有广泛的用途，实验装置如图所示。下列说法错误的是( )
A. 铝热反应的能量变化可用图表示
B. 和铝粉的混合物被称为铝热剂
C. 铝热反应只能用于冶炼铁、锰、铬、镁等熔点较高的金属
D. 铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为
12. 向含和的混合溶液中加入的溶液，产生沉淀的物质的量与加入溶液体积间的关系图正确的是( )
A. B. C. D.
13. 将等物质的量的和同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体标准状况下。下列说法错误的是( )
A. 标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3：1
B. 加入的固体过氧化钠为7.8g
C. 反应后有固体剩余
D. 反应后的溶液中含有的溶质是NaOH和NaAlO2
14. 下列有关反应的离子方程式书写错误的是( )
A. 向溶液中加入过量稀氨水：
B. 用硫酸酸化的标准溶液滴定草酸：
C. 在碱性溶液中与反应生成：
D. 向溶液中加入足量溶液：
15. 某一无色溶液，若向其中加入足量的饱和氯水，溶液呈橙黄色；再向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀；若向原溶液中加入铝粉，有气体放出，该溶液中可能大量存在的一组离子是( )
A. B.
C. D.
二、实验题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 某班同学用如下实验探究、的性质。回答下列问题：
分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成的溶液。为防止被氧化，溶液中需加入___________，反应的化学方程式为___________。
甲组同学取溶液，加入滴溶液，再加入几滴氯水，溶液变红，说明可将氧化。
乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下依次加入滴溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是___________。
丙组同学取溶液，加入溶液混合。分别取此溶液于支试管中进行如下实验：
第一支试管中加入滴淀粉溶液，溶液显___________色；
第二支试管中加入滴溶液，生成蓝色沉淀；
第三支试管中加入滴溶液，溶液变红。
实验检验的离子可能是___________填离子符号；写出与反应的离子方程式___________。
17. 在一定条件下，用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。某校化学小组利用下图所列装置进行铁与水反应的实验，并利用产物进一步与四氧化三铁反应制取铁粉。装置中的铁架台、铁夹等必要的夹持仪器在图中均已略去
烧瓶中常加入碎瓷片，其作用是___________________，小试管的作用是______________________________。
为了安全，在管中的反应发生前，在出口处必须_________________，管中的反应开始后，在出口处应______________________。
反应在一定条件下实际上为可逆反应，本实验中是如何实现向的转变的试用化学平衡移动原理加以解释 _____________________。
停止反应，待管冷却后，取其中固体加入过量稀盐酸，充分反应后过滤。简述证明滤液中含有的实验操作及现象______________________。
若管中反应按以下两步进行：，，假设实验开始时管中的为，反应一段时间后停止实验，冷却后取出其中固体干燥后称量，其质量变为。通过计算分析其组成可能为________填序号
和和和 、和
用此固体与铝粉在一定条件下进行铝热反应，最多可消耗铝粉________。不考虑空气中的成分参与反应
18. 纳米材料二氧化钛可做优良的催化剂。
资料卡片
物质 熔点 沸点
Ⅰ工业上二氧化钛的制备方法：
将干燥后的金红石主要成分为，主要杂质与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入反应，制得混有杂质的。
将分离，得到纯净的。
在中加水，加热，水解得到沉淀。
高温分解得到。
根据资料卡片中信息判断，与在常温下的状态是_______，分离二者所采取的操作名称是_______。
中反应的化学方程式是_______。
若在实验室完成，应将放在_______填仪器名称中加热。
Ⅱ据报道：能“吃废气”的“生态马路”是在铺设时加入一定量的，受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成，其过程大致如下：
中破坏的是_______填“极性共价键”或“非极性共价键”。
能清除路面空气中的、等，主要是利用了的_______填“氧化性”或“还原性”。
Ⅲ某研究性学习小组用下列装置模拟“生态马路”清除的原理。夹持装置已略去
若缓慢通入已折算成标准状况气体，结果溶液增重，则的转化率为_______。
当气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是_______。
三、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
19. 某磁铁矿石的主要成分是磁性氧化铁，还含少量的、。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用，工艺流程如图：已知不溶于水和碱，但溶于酸：。
根据流程图回答下列问题：
溶液的主要成分是 ______。
溶液中的金属阳离子与过量试剂反应的离子方程式是 ______。
在溶液中滴加溶液的现象是 ______；发生的化学反应方程式为 ______。
聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣主要成分，含少量碳及二氧化硅为原料制备的流程如图：
加热条件下酸浸时，与硫酸反应。酸浸时，通入的目的是 ______。
“浓度检测”是先将含溶液用适量的还原为；再用酸性标准溶液测定的量被还原为，此时发生反应的离子方程式为：______。若用掉溶液，则的物质的量浓度为 ______。
20. 有一无色溶液，其中可能含有、、、、、、、、等离子中的几种忽略水的电离，为分析其成分，各取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示。请回答下列问题：
焰色试验是_________填“物理”或“化学”变化。
原溶液中一定存在的离子有_________写离子符号，下同，可能存在的离子有_________。
实验中产生的白色沉淀的成分可能是_________。
若原溶液中的物质的量为，则_________。
段的生成物与明矾溶液反应的离子方程式为______________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】A.具有氧化性，具有还原性，两者发生氧化还原反应生成和，由于过量，与生成，离子方程式为，故A错误；
B.硫代硫酸钠溶液与氯气反应生成硫酸钠、硫酸和盐酸，反应的离子方程式为 ，故B正确；
C.溶液与少量溶液反应，先与反应，再和反应，由于较少，不会参与反应，离子方程式为，故C错误；
D.碱性条件下，用溶液与反应制备新型净水剂，正确的离子方程式为，故D错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】因一定量的、、、的混合物中加入的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，无血红色出现，说明溶液中的溶质为，
根据氮元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为，所以，由铁元素守恒可知，气还原混合物得到的物质的量：
4.【答案】
【解析】铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气排出装置内的空气，关闭止水夹后，利用产生气体的压强将生成的硫酸亚铁压入到容器中生成白色沉淀。
A.该实验应该先打开，利用生成的氢气排出装置内的空气，氢气纯净后，再关闭，故A正确；
B.实验完成时，容器中没有白色沉淀，白色沉淀在容器中得到，故B错误；
C.如果将溶液直接滴入溶液中，有氧气带入，开始生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终得到红褐色沉淀，故C正确；
D.本实验利用氢气排出装置内的空气，因此本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间保持白色状态，故D正确；
故选B。
5.【答案】
【解析】是价铁的氧化物，是；是价铁的氢氧化物，是；是价铁的氢氧化物，是。
A.是，不稳定，在空气中受热迅速被氧化，故A正确；
B.铝的活泼性大于铁，铝能置换出氧化铁中的铁，可能是，故B正确；
C.在空气中容易被氧化成，根据得失电子守恒，每被氧化消耗氧气，没有明确是否为标准状况，体积不一定为，故C错误；
D.的反应中，铁元素化合价发生了变化，该反应是氧化还原反应，故D正确；
故选C。
6.【答案】
【解析】A.铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故A不选；
B.根据铝合金的性质，铝合金具有密度低、强度高的性质，故可应用于航空航天等工业，故B不选；
C.利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同，故可根据颜色判断硅胶中是否能吸水，故C不选；
D.，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，故D选；
故选D。
7.【答案】
【解析】A.步骤中的主要目的是将还原为，同样具有还原性，可用于代替，故A不符合题意；
B.水溶液具有还原性，可以防止被氧化，故B不符合题意；
C.步骤生成物为，因此与氢氧化钠溶液在加热条件下发生的离子反应为：，故C不符合题意；
D.如果试样中混有和杂质，用足量稀硫酸与试样充分反应得到的固体中有和，无法计算试样纯度，故D符合题意；
故选D。
8.【答案】
【解析】烧瓶中，与稀硫酸发生反应，生成和；打开，生成的逸出，排尽、装置内的空气；然后关闭活塞，此时产生的将烧瓶内的溶液压入装置中，与发生反应，从而生成白色沉淀等。
A.烧瓶中，与稀硫酸发生反应，生成和，离子方程式为，A正确；
B.起初排出的空气也进入集气瓶中，所以实验结束后集气瓶中收集到的气体是和空气的混合气，B错误；
C.关闭活塞，产生的将烧瓶中的溶液压入装置中，与发生反应，从而生成白色沉淀，C正确；
D.若取下装置的橡皮塞，溶解的空气中的与反应生成，可观察沉淀由白色变成灰绿色最后变为红褐色，D正确；
故选B。
9.【答案】
【解析】铝土矿的主要成分是，含有杂质、，因、与溶液反应，不与溶液反应；除不与盐酸反应外，、均与盐酸反应；结合流程可知，步骤中，用盐酸浸取铝土矿并过滤得到母液，母液含有、；向母液中加入过量烧碱除去、，并将转化为，过滤得到母液，母液中含有；向母液中通入过量二氧化碳，得到；加热分解得到，再电解氧化铝可得到。
A.氧化铝熔点较高，需要加入冰晶石，降低氧化铝熔融所需的温度，故A正确；
B.步骤中加入过量溶液，作用是除去、，故B正确；
C.通入足量二氧化碳与偏铝酸根反应：，故C正确；
D.将步骤和步骤顺序颠倒，母液中含有、，再通入足量得不到氢氧化铝沉淀，故D错误；
故选D。
10.【答案】
【解析】金属的冶炼一般有电解法、热还原法、热分解法、物理分离法，金属活动顺序表中的金属冶炼：活泼金属、、、、一般用电解熔融的氯化物是电解熔融三氧化二铝制得；较不活泼的金属、、、、等用热还原法制得，常用还原剂有、、等；、用加热分解氧化物的方法制得，、用物理分离的方法制得，以此来解答。
由分析可知：、利用电解法冶炼；、、磁铁矿均可利用热还原法冶炼；利用加热分解法；其中最适宜用热还原法冶炼的为：；
故选A。
11.【答案】
【解析】A.铝热反应是放热反应，能量变化可用图表示，故A正确；
B.和铝粉的混合物被称为铝热剂，故B正确；
C.镁的活泼性大于，不能用铝热反应冶炼金属镁，故C错误；
D.铝热反应可用于焊接铁轨，反应的化学方程式为，故D正确；
故选C。
12.【答案】
【解析】向含和的混合溶液中加入的溶液，从反应开始到加入时，的物质的量为，发生反应，，恰好中和完全，生成沉淀，再加入时，发生反应，，此时恰好沉淀完全，生成沉淀和沉淀，该阶段共生成沉淀，再加入时，发生反应，生成沉淀，根据图像变化趋势可知，D正确。
13.【答案】
【解析】Na2O2和Al放入足量的水中，Na2O2先完全反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，生成的NaOH可与铝继续发生反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，因Na2O2与Al物质的量相等，故前者产生的NaOH过量，Al无剩余，反应得到的溶液中溶质为NaOH和NaAlO2，O2和H2的物质的量之比为１:３，以此分析回答。
Ａ．由以上分析，根据计算关系式：2Al~3H2、2Na2O2~O2可知，产生的氢气与氧气的物质的量之比为3：1，标准状况下体积比也是3：1，故A正确；
Ｂ．由以上分析知，Na2O2产生的氧气为4.48 L×1/4=1.12 L，其物质的量为0.05 mol，则过氧化钠的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，故B正确；
C．由以上分析知，反应后无固体剩余，故C错误；
D．由以上分析知，反应得到的溶液中溶质为NaOH和NaAlO2，故D正确。
故选：C。
14.【答案】
【解析】A.氯化铝与过量的稀氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为：，A正确；
B.用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：，B正确；
C.次氯酸钠溶液在碱性条件下与氯化铁溶液反应生成高铁酸钠、氯化钠和水，反应的离子方程式为：，C错误；
D.碳酸氢镁溶液与足量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为：，D正确；
答案选C。
15.【答案】
【解析】
【分析】
某一无色溶液，若向其中加入足量饱和氯水，溶液呈橙色，则溶液中原来可能含有；向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，沉淀应为硫酸钡沉淀，则含有或者；向原溶液中加入铝粉，有气体放出，则原溶液可能为酸或碱的溶液，据此分析解题。
【解答】
A.各离子均为无色，相互之间不反应，符合题干转化信息，符合题意；
B.，二者不能大量共存，不合题意；
C.的水溶液显黄色，且，二者不能大量共存，不合题意；
D.与反应生成可以生成，但不符合加入足量饱和氯水，溶液呈橙色，向橙色溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，故D不合题意；
故答案为：。
16.【答案】少量铁屑；
隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响
蓝；；
【解析】铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在溶液中需加入少量铁屑可以防止氯化亚铁被氧化；反应的化学方程式为；
煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；
三价铁离子与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，故加入淀粉溶液，溶液变蓝；因能与反应生成蓝色沉淀，则可用溶液检验；实验说明碘离子可以被氧化生成碘单质，结合电子守恒、元素守恒可得离子方程式为。
17.【答案】防止液体暴沸；冷凝水蒸气
检验氢气的纯度；点燃氢气
实验中不断通入水蒸气增大反应物浓度，并移走氢气减小生成物浓度，从而使反应正向进行
取滤液少量，向其中滴加溶液，溶液变为血红色，即证明含有；
【解析】烧瓶用于提供水蒸气，为防止暴沸现象，应加入碎瓷片。在加热条件下，中还原铁粉与水蒸气反应生成和氢气，装置用于冷却水蒸气，然后在中进行干燥，然后用氢气与反应制备铁，以此解答该题。
加热液体时要防止暴沸，则在烧瓶中常加入碎瓷片，其目的是防止液体暴沸；小试管在冰水混合物中，能冷却水蒸气，除去多余的水蒸气；
在装置中与水蒸气反应产生和 ，生成的氢气把装置、中的空气排净，为了防止氢气中混有空气加热爆炸，所以加热前，先检验出口处氢气的纯度，最后氢气要点燃处理，即在出口处应点燃氢气；
高温下与反应的化学方程式为，在一定条件下该反应实际上是可逆反应，如使平衡正向移动，可实验中不断通入水蒸气增大反应物浓度，并移走氢气减小生成物浓度，使平衡正向移动；
管中生成，若检验其中的，应该先加盐酸溶解形成溶液，然后加溶液，若溶液变为血红色，即证明含有。即证明存在的方法是：取滤液少量，向其中滴加溶液，若溶液变为血红色，即证明含有；
质量为，其物质的量为，其中元素的物质的量，则质量；反应一段时间后停止实验，冷却后取出其中固体干燥后称量，其质量变为，说明剩余固体中含有元素，因此不可能完全是单质；其中元素的物质的量 ，：：：。
固体中含有元素，不可能完全是单质，不符合题意；
当和按：混合时，符合固体中：：比例关系，符合题意；
无论和以任何比例混合，都不符合：：比例关系，不符合题意；
当和按：混合时，符合固体中：：比例关系，符合题意；
假设、和混合物中三种物质的物质的量分别是、、，要符合：：比例关系，则：：，整理可得，就符合上述关系，符合题意；
综上所述可知符合题意的物质组合为；
用上述固体与粉发生铝热反应，产生单质和，根据上述计算可知元素的物质的量，则由化学式可知，其质量。
18.【答案】液态；蒸馏
坩埚
极性共价键
氧化性
将残留在装置中的排出，被溶液吸收，减小误差；将剩余的气体排出并吸收，防止污染空气
【解析】从含杂质的金红石矿中提取，需要经过以下步骤：、；利用蒸馏的方法，获得纯净的；；灼烧可获得。
与的熔点分别为、，沸点分别为、，则与在常温下的状态是液态，分离二者可利用沸点的差异，则所采取的操作名称是蒸馏；
中水解生成等，反应的化学方程式是；
呈固态，让其分解需灼烧，若在实验室完成，应将放在坩埚中加热；
中，，则断裂共价键，所以破坏的是极性共价键键；
能清除路面空气中的、等，将它们转化为不污染大气的等，主要是利用了的氧化性；
通入气体的物质的量为，溶液增重，，则的转化率为；
反应后，装置内滞留一定量的、，若不排出，会影响测定结果，并造成环境污染，所以当气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是：将残留在装置中的排出，被溶液吸收，减小误差；将剩余的气体排出并吸收，防止污染空气。
19.【答案】
先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色； 、
将氧化为
；
【解析】
【分析】
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
【解答】
向磁铁矿石中加入氢氧化钠溶液时，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，四氧化三铁和氧化亚铜不溶解，过滤得到含有四氧化三铁、氧化亚铜的固体和偏铝酸钠溶液；向固体中加入稀硫酸，四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，反应生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸铜的溶液和铜固体；向溶液中加入过量的铁，硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，过滤得到硫酸亚铁溶液和含有铜、铁的固体；向固体中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，过滤得到铜固体和硫酸亚铁溶液。
由分析可知，溶液的主要成分是偏铝酸钠，
故答案为：；
溶液中的金属阳离子与过量试剂的反应为硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜，反应的离子方程式为，
故答案为：；
向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，立即发生反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，反应生成的氢氧化亚铁具有强还原性，被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，有关的化学反应方程式为、，
故答案为：先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；、；
由题给流程可知，粉碎后的废铁渣加热条件下酸浸时，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水，通入氧气将溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，过滤得到不溶的滤渣和硫酸铁溶液；检测溶液中的铁离子浓度后，向溶液中加入一定量的聚硅酸混凝，静置得到聚硅酸铁；
由分析可知，酸浸时通入氧气的目的是将溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，
故答案为：将氧化为；
由题意可知，加入酸性重铬酸钾溶液发生的反应为硫酸亚铁与酸性重铬酸钾溶液反应生成硫酸铁、硫酸钾、硫酸铬和水，反应的离子方程式为，由方程式可知，用掉重铬酸钾溶液时，反应中消耗亚铁离子的物质的量为，由铁原子个数守恒可知，铁离子的浓度为，
故答案为：；。
20.【答案】物理
、、、
或和
【解析】多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色试验，亦称焰色反应。
无色溶液，则不含和；由焰色试验显黄色可知，含有；由加溶液和稀盐酸得到沉淀可知，含有；由加固体得到白色沉淀和无色无味气体，加溶液得到沉淀的图像可知，含有和，则不含、。根据以上分析可知原溶液中一定存在的离子有、、、，可能存在。
实验是过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，氢氧化钠和铝离子生成氢氧化铝沉淀，和镁离子生成氢氧化镁沉淀，反应中产生的白色沉淀的成分可能是或和。
依据图形变化可知，的物质的量为，的物质的量为，的物质的量等于硫酸钡沉淀的物质的量，为，溶液体积为，若溶液中的物质的量为，依据电荷守恒计算，。
段的生成物是四羟基合铝酸钠，与明矾溶液反应的离子方程式为
。
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