第八章化学与可持续发展测试题高一下学期化学人教版（2019）必修第二册（含解析）

第八章《化学与可持续发展》测试题
一、单选题（共12题）
1．海水中含量最多的金属元素是
A．Na元素 B．Ag元素 C．Al元素 D．Fe元素
2．化学让生活更美好。以下说法不正确的是
A．用合成淀粉，有利于实现碳达峰、碳中和的战略
B．2022年北京冬奥会火炬的燃料是丙烷()，属于清洁能源
C．可以用于运动过程中皮肤挫伤，因为该物质具有较强的还原性
D．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，是一种碱性氧化物
3．“地球在流浪，学习不能忘”，学好化学让生活更美好，下列相关说法错误的是
A．天然气、沼气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷
B．煤的气化是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径
C．可用蒸馏的方法提纯工业酒精（主要杂质是甲醇）
D．“低碳经济”的目标是减少温室气体的排放
4．合金在生产生活中的应用越来越广泛，下列物质中，不属于合金的是
A．青铜 B．硬铝 C．水银 D．超级钢
5．合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念，下列关于燃料的说法正确的是
A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
6．下列有关金属的说法中，正确的是(　　)
①不锈钢抗腐蚀性较好　
②钛合金可用于飞机、火箭的制造　
③司母戊鼎是铁合金　
④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血　
⑤青铜、不锈钢都是合金　
⑥形成合金时金属与金属之间发生了化学反应
A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥ C．①③④⑤ D．①②③④⑤⑥
7．化学与生活、社会发展息息相关。下列说法不正确的是
A．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
B．福尔马林可浸制标本，利用了其使蛋白质变性的性质
C．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化
D．古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂钢指的是铁的合金
8．优化能源结构、推动能源消费“低碳化”、“清洁化”有利于节约资源、保护环境。下列能源使用方式不低碳的是
A．太阳能制热 B．燃煤取暖 C．水力发电 D．风力发电
9．以下氧化物的主要来源与其引起的环境问题对应正确的是
选项 氧化物 环境问题 主要来源
A 酸雨 化石燃料的燃烧
B 光化学烟雾 汽车尾气的排放
C 温室效应 工厂废气的排放
D CO 煤气中毒 煤炭的不完全燃烧
A．A B．B C．C D．D
10．使用绿色能源有利于保护环境。下列能源中不属于绿色能源的是
A．太阳能 B．地热能 C．风能 D．煤
11．下列垃圾分类不合理的是
A．果皮、果核 B．废弃口罩 C．充电电池 D．灰土、瓷片
A．A B．B C．C D．D
12．假期，小明随父母外出旅游，不仅饱览了祖国美丽的大好河山，而且经质了收获满满的化学之旅。小明发现景点的垃圾分类与垃圾所含物质有密切关系。下列垃圾分类不正确的是
A．空的易拉罐属于可回收垃圾 B．用过的酸奶玻璃瓶属于有害垃圾
C．废弃的矿泉水瓶属于可回收垃圾 D．就餐时削下的水果皮属于厨余垃圾
二、非选择题（共10题）
13．海水是巨大的资源宝库，从海水中获取食盐和溴的过程如下：
(1)将溶液进行电解，写出该反应的离子方程式：_______。
(2)步骤Ⅱ中，通入空气吹出，这是利用了液溴的_______性质。
(3)步骤Ⅲ的蒸馏过程中，温度应控制在。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：_______。
14．我国煤炭的年消耗量较大，不仅利用率低，给环境也带来了不利影响。请查阅资料，阐述如何对煤炭进行技术处理，以解决目前存在的问题__________。
15．自然资源的综合利用和环境污染的研究及治理是化学重要研究课题。
(1)请写出工业上通过电解法冶炼活泼金属镁的化学方程式：_______。对于不活泼的金属通过加热其化合物使其分解，写出冶炼金属银的化学方程式：_______。
(2)①海水淡化的方法常见的有_______、电渗析法和离子交换法。
②煤可以通过干馏、气化和液化获得清洁燃料和多种化工原料。煤的干馏是_______变化(填“物理”或“化学”)。煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气，该反应的化学方程式为_______。
(3)汽车的发明与使用是人类智慧的杰出体现，它为人们的生活和生产带来了极大的方便，同时由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注。汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，产生氮的氧化物的主要原因是在高温条件下_______，治理汽车尾气中和的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使和在催化剂的作用下转化为无毒物质，写出该反应的化学方程式：_______。
16．分离和提纯物质的方法不仅用于实验研究而且广泛应用于工业生产和生活实际。
(1)16世纪，船员在航海旅行中，用船上的火炉煮沸海水以制造淡水，该操作方法是_____。
(2)从海带中可提取碘单质。用萃取的方法可将碘单质从水溶液中提取出来，该方法利用了I2在不同溶剂中_____的不同。
(3)海水晒盐过程中，采用______方法可得到粗盐固体；将粗盐固体溶解后，为去除其中的泥沙采用的方法是_____。
(4)为了除去粗盐中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和Na2CO3三种试剂，按如图步骤操作：
①写出三种试剂的化学式：A____，B_____，C_____。
②加过量A的原因是______。
③加过量B的原因是______。
17．工业生产中，海水提取溴常用空气吹出法。某化学实验小组设计了如下实验装置(夹持装置略去)模拟该法从浓缩的海水中提取溴。
已知：Br2的沸点为58.78℃，密度为3.119g·cm-3，微溶于水，有毒。
(1)实验步骤如下：
①关闭活塞b，d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；
②关闭活塞___________，打开活塞___________，向A中鼓入足量热空气；
③关闭活塞b，打开活塞a，再通过A向B中通入足量Cl2；
④取B中所得溶液进行蒸馏，收集液溴。
(2)步骤①A中主要反应的离子方程式为___________。
(3)X试剂可以是___________(填序号)，步骤②B中X试剂与Br2发生反应的离子方程式为___________。
a．H2O b．饱和食盐水 c．饱和Na2SO3溶液
(4)该实验中尾气处理所用的Y溶液可以为___________。配制200mL1.00mol·L-1Y溶液，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒___________、___________等。
(5)步骤④蒸馏操作中应控制温度为___________。
18．海带含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如图实验：
请填写下列空白：
(1)步骤③的实验操作名称是_______。
(2)步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤应选择的实验装置是_______。
(3) 碘离子能被氯气氧化，请写出相关离子方程式是_______。
(4)请设计一个简单的实验方案，检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘：_______。
19．某铝土矿的主要成分为Al2O3·xH2O，还含有Fe2O3和SiO2杂质。称取17.5g铝土矿样品，加入200mL1.65mol/L稀H2SO4，恰好完全反应，过滤得到滤渣0.3g，然后在滤液中加入足量NaOH溶液，得到沉淀2.14g。（提示：SiO2杂不与稀硫酸反应）
（1）写出本题涉及到的任意两个反应的化学方程式或离子方程式___。
（2）该样品中，Fe2O3的物质的量___。
（3）铝土矿样品中Al2O3的质量___。
（4）试计算样品中Al2O3·xH2O的x值___。（要求计算过程）
20．生活污水和某些工业废水中的含氮化合物经转化最终会以硝酸盐的形式进入水体，若大量排放会造成水体富营养化。用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。
（1）下列说法属于水体污染的危害的有______（填字母）。
a．加剧水资源短缺 b．危害人体健康
（2）NO3-中氮元素的化合价为______。
（3）Fe在反应过程中发生的是______（选填“氧化”或“还原”）反应。
（4）将足量铁粉投入某水体样本中，经一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下（其他离子忽略不计）。
离子 Na+ H+ NO3 NH4+ Fe2+
浓度/（mol·L 1） 5.0×10 2 5.0×10 2 6.4×10 1 y 2.4×10 1
表中y ＝______。
21．已知丁烷在催化剂、加热、加压的条件下会以如下两种方式发生裂解：
①C4H10 CH4+C3H6
②C4H10 C2H4+C2H6
现有1 mol丁烷，其中有36％以方式①裂解，有24％以方式②裂解，还有40％没有裂解，则最终所得混合气体的平均摩尔质量是______________________。
22．有关物质的转化关系如下图所示（反应中部分物质已略去）。A、C、G、K、M 为单质，其中G、K、L、M 为气体，其中M能使带火星的木条复燃，D可用作耐高温材料，B为黑色磁性氧化物， E为常见的强碱。
（1）D的化学式为__。
（2）写出反应①的离子方程式：__。
（3）写出反应②的离子方程式：__。
（4）写出反应③的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目：__。
参考答案：
1．A
海水中含量最多的物质是水，海水中溶解有80多种元素组成的不同物质，其中含量最高的是NaCl，故含量最多的金属元素是Na元素；答案选A。
2．C
A．“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。加快降低碳排放步伐。持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，二氧化碳合成淀粉有利于实现碳达峰、碳中和的战略，A正确；
B．丙烷燃烧后生成二氧化碳和水，不会对环境产生污染，属于清洁能源，B正确；
C．可以用于运动过程中皮肤挫伤，因为该物质具有较强的渗透性和氧化作用，C错误；
D．钢铁使用要尽可能减少钢铁的氧化损耗，溶于酸生成对应价态的盐和水，是一种碱性氧化物，D正确；
故选C。
3．B
A. 天然气、沼气的主要成分是甲烷，液化石油气是指从石油中分馏出来的沸点较低的烷烃，主要成分是丙烷和丁烷，故A正确；
B. 煤的气化是把煤转化为可然性气体的过程，其主要反应为C与H2O（g）高温下反应生成CO和H2，属于化学变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径，故B错误；
C.乙醇和甲醇的沸点不同，可用蒸馏的方法提纯工业酒精，故C正确；
D. 温室气体主要是指二氧化碳气体，“低碳经济”的目标是减少温室气体的排放，故D正确；
故选B。
4．C
A．青铜是铜、锡或铅的合金，故不选A；
B．硬铝是镁铝合金，故不选B；
C．水银为金属汞单质，不属于合金，故选C；
D．超级钢是含有Mn、C、Al、V等元素的铁合金，故不选D；
选C。
5．B
A．可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4 nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，故A错误；
B．氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，故B正确；
C．乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，故C错误；
D．石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，故D错误；
故选B。
6．A
①合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀，铝合金和不锈钢具有很好的抗腐蚀性能，故①正确；
②钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件，故②正确；
③司母戊鼎是商王祖庚或祖甲为祭祀母亲戊而作的祭器,是中国商周时期青铜器的代表作，故③错误；
④缺钙可能导致骨质疏松、畸形等，对老年人还说容易引起骨质疏松；人体缺铁易得贫血症，故④正确；
⑤青铜是铜锡合金、不锈钢是铁铬、镍合金，都是合金，故⑤正确；
⑥合金分三种类型。金属固溶体：即固态溶液。例如黄铜、金银合金,此类合金形成为物理变化。金属互化物：金属与金属之间形成的化合物。如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）、铜锡合金等。金属互化物不可用通常的化合价解释。此类合金形成为化学变化。机械混合物：钢、生铁、青铜为此类合金，此类合金形成为物理变化，故⑥错误；
故选A。
7．C
A．雾霾所形成的气溶胶属于胶体，具有丁达尔效应，故A正确；
B．福尔马林是是甲醛水溶液，甲醛可使蛋白质变性，浸泡后久置不腐烂，故B正确；
C．对青蒿素的提取利用的是萃取原理，萃取过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；
D．剑刃硬度要大，所以用铁碳合金，故D正确；
故选C。
8．B
A．太阳能制热是太阳能转化为热能，不使用含碳物质，因此可以降低碳的排放，有助于保护环境，A不符合题意；
B．燃煤取暖，在获得热量的同时，会产生大量CO2或CO等物质，因此未达到能源消费“低碳化”、“清洁化”的要求，B符合题意；
C．水力发电利用的势能与电能的转化，未使用含碳化合物，因此不能达到“低碳化”、“清洁化”要求，C不符合题意；
D．风力发电是风能转化为电能，未使用含碳化合物，因此不能达到“低碳化”、“清洁化”要求，D不符合题意；
故合理选项是B。
9．D
A．化石燃料的燃烧产生的CO2过度排放不会产酸雨污染，只会形成温室效应，A不合题意；
B．汽车尾气主要不是造成SO2的污染，且SO2污染不会产生光化学烟雾污染，应该是汽车尾气中产生的氮氧化物，引起光化学烟雾，B不合题意；
C．工业废气的氮氧化物Nox不会造成温室效应，C不合题意；
D．煤炭的不完全燃烧产生CO，会引起煤气中毒即CO中毒，D符合题意；
故答案为：D。
10．D
绿色能源一般是对环境没有污染，属于绿色能源的是如水能、生物能、太阳能、风能、地热能、海洋能等，而煤燃烧过程产生有污染的物质，故D符合题意。
11．B
A．厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、果壳、茶渣、骨头等，故果皮、果核属于厨余垃圾，A分类合理；
B．可回收物指可以再生循环的垃圾，本身或材质可再利用的纸类、硬纸板、玻璃、塑料、金属、塑料包装，与这些材质有关的如报纸、杂志、广告单及其它干净的纸类等皆可回收，废弃口罩属于有害垃圾，B分类不合理；
C．有害垃圾是指废电池、废灯管、废药品、废油漆及其容器等对人体健康或者自然环境造成直接或者潜在危害的生活废弃物，电池中含有汞、镉、铅、锌等重金属有毒物质，所以充电电池属于有害垃圾，C分类合理；
D．其他垃圾指危害比较少、没有再次利用价值的垃圾，如建筑垃圾、生活垃圾等，一般采取填埋、焚烧、卫生分解等方法处理，灰土、瓷片属于其他垃圾，D分类合理；
故选B。
12．B
A．易拉罐是金属材料，空的易拉罐属于可回收垃圾，故A正确；
B．用过的酸奶玻璃瓶不属于有害垃圾，属于可回收垃圾，故B错误；
C．塑料瓶经过回收后可以再加工成塑料瓶，因此废弃的矿泉水瓶属于可回收垃圾，故C正确；
D．水果皮属于不可回收的垃圾，削下的水果皮属于厨余垃圾，故D正确。
综上所述，答案为B。
13． 易挥发 温度过高，产生大量的水蒸气，溴蒸气中水蒸气增多；温度过低，溴不能完全蒸出
通过海水蒸发得到淡水、NaCl、母液，向母液中通入氯气，发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，利用热空气吹出溴，用SO2吸收Br2，发生反应SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，向溶液中通入氯气发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，然后采用蒸馏的方法获取Br2。
(1)将溶液进行电解生成氢氧化钠、氢气、氯气，该反应的离子方程式：。故答案为：；
(2)溴是分子晶体，熔点沸点较低，在常温下呈液态，步骤Ⅱ中，通入空气吹出，这是利用了液溴的易挥发性质。故答案为：易挥发；
(3)步骤Ⅲ的蒸馏过程中，温度应控制在。温度过高或过低都不利于生产，原因是：温度过高，产生大量的水蒸气，溴蒸气中水蒸气增多；温度过低，溴不能完全蒸出。故答案为：温度过高，产生大量的水蒸气，溴蒸气中水蒸气增多；温度过低，溴不能完全蒸出。
14．经过煤的气化、液化、干馏等化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料，提高煤的利用率
为了提高煤的利用率，以煤为原料，经过煤的气化、液化、干馏等化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。新一代煤化工技术是指以煤气化为龙头，以一碳化工技术为基础，合成、制取各种化工产品和燃料油的煤炭洁净利用技术，与电热等联产可以实现煤炭能源效率最高、有效组分最大程度转化、投资运行成本最低和全生命周期污染物排放最少的目标。
15．(1)
(2) 蒸馏法 化学
(3) 汽缸中和反应形成多种氮的氧化物(或其他合理答案)
【解析】(1)
工业上通过电解熔融氯化镁冶炼活泼金属镁的化学方程式：；对于不活泼的金属通过加热其化合物使其分解，冶炼金属银的化学方程式：。
(2)
①海水淡化的方法常见的有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等；
②煤的干馏是将煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程，是化学变化；煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气，该反应的化学方程式为：。
(3)
汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气，产生氮的氧化物的主要原因是在高温条件下汽缸中和反应形成多种氮的氧化物；在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使和在催化剂的作用下转化为无毒物质，该反应的化学方程式：。
16． 蒸馏 溶解度 蒸发 过滤 Ba(OH)2 Na2CO3 HCl 使Mg2+、SO完全沉淀 使溶液中的Ba2＋完全沉淀
根据物质的性质，选择不同的分离、提纯方法；(4)为了除去粗盐中少量的MgCl2、MgSO4，由流程可知，加过量A为Ba(OH)2，发生MgCl2+Ba(OH)2═BaCl2+Mg(OH)2↓、MgSO4+Ba(OH)2═BaSO4↓+Mg(OH)2↓，再加B为Na2CO3，Na2CO3在Ba(OH)2之后可将过量钡离子除去，过滤，滤液中含NaCl及过量的Na2CO3，适量C为HCl，反应后得到NaCl溶液，操作II为蒸发结晶，得到NaCl晶体。
(1)16世纪，船员在航海旅行中，用船上的火炉煮沸海水以制造淡水，涉及水的蒸发和冷凝，为蒸馏操作，该操作方法是蒸馏。故答案为：蒸馏；
(2)从海带中可提取碘单质。用萃取的方法可将碘单质从水溶液中提取出来，该方法利用了I2在不同溶剂中的溶解度不同，故答案为：溶解度；
(3)海水晒盐过程中，海水蒸发可得到粗盐，泥沙不溶于水，可用过滤的方法除去泥沙，故答案为：蒸发；过滤；
(4)①由分析可知试剂A、B、C依次是Ba(OH)2、Na2CO3、HCl，故答案为：Ba(OH)2；Na2CO3；HCl；
②加入过量氢氧化钡，可使Mg2+、SO完全沉淀而除去，故答案为：使Mg2+、SO完全沉淀；
③加过量B的目的是使溶液中的Ba2＋完全沉淀，故答案为：使溶液中的Ba2＋完全沉淀。
17．(1) a、c b、d
(2)Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl-
(3) c Br2＋SO＋H2O=SO＋2Br-＋2H＋
(4) NaOH溶液 胶头滴管 250mL容量瓶
(5)59℃(58.78℃～60℃之间均可)
①关闭活塞b、d， 打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2，Cl2具有强氧化性，将溴离子氧化为溴单质，直至反应结束；②生成溴单质后，关闭活塞a、c，打开活塞b、d，向A中鼓入足量热空气，用热空气将溴单质吹到B装置中被吸收，与Na2SO3溶液反应生成溴离子，达到富集溴的目的；③关闭活塞b，打开活塞a，再通过A向B中通入足量Cl2，将溴离子再次氧化为溴单质；④取B中所得溶液进行蒸馏，收集液溴，据此分析解答。
（1）
①关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2，Cl2具有强氧化性，将溴离子氧化为溴单质，直至反应结束；②生成溴单质后，关闭活塞a、c， 打开活塞b、d，向A中鼓入足量热空气，用热空气将溴单质吹到B装置中被吸收；
（2）
氯气具有强氧化性，与溴离子反应生成溴单质，故步骤①A中主要反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl-；
（3）
X用来吸收单质溴，因此选择饱和Na2SO3溶液，溴单质与Na2SO3溶液反应生成硫酸钠，反应的离子方程式为： Br2＋SO＋H2O=SO＋2Br-＋2H＋；
（4）
溴、氯气都有毒，可用碱液吸收，如NaOH溶液；配制200mL1.00mol·L-1Y溶液需要的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、滴管、250mL容量瓶；
（5）
蒸馏实验依据液体的沸点不同分离物质，所以实验中应控制的关键实验条件为温度，由于Br2的沸点为58.78C，所以蒸馏操作中应控制温度为59°C(58.78°C ~ 60°C之间均可)。
18． 过滤 C Cl2+2I-=I2+2Cl- 取少量溶液于试管中，滴加少量淀粉溶液，若溶液变蓝，说明原溶液中含有单质碘，反之则无。
根据流程图可知，将海带灼烧成灰后，将所得海带灰溶解、过滤得到含碘离子的溶液，向溶液中加入过氧化氢和稀硫酸，在酸性条件下，碘离子与H2O2发生氧化还原反应生成单质碘和水，加入苯有机溶剂，萃取分液得到碘的有机溶液，最后蒸馏碘的有机溶液得到单质碘和有机溶剂，有机溶剂可循环使用，据此分析解答。
(1)步骤③为过滤得到含碘离子的溶液，属于过滤操作；
(2)步骤⑥是利用互溶的两种液体的沸点不同进行分离，则进行的实验操作为蒸馏，A为过滤，B为蒸发，C为蒸馏，D为分液，所以C符合题意，答案为C；
(3)碘离子能被氯气氧化为碘单质，氯气转化为氯离子，其离子方程式为：Cl2+2I-=I2+2Cl-；
(4)由于淀粉遇碘单质会变蓝，故可设计实验方案为：取少量溶液于试管中，滴加少量淀粉溶液，若溶液变蓝，说明原溶液中含有单质碘，反之则无。
19． Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O等 0.01mol 10.2g 3
氧化铝、氧化铁与硫酸反应，而二氧化硅不反应，故0.3g为二氧化硅的质量，滤液中加入足量的氢氧化钠，铝离子转化为偏铝酸盐，故得到沉淀2.14g为氢氧化铁的质量。
(1)涉及反应有：氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁与水，硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁与硫酸钠．硫酸铝与足量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硫酸钠与水，任意两个反应离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，
答：任意两个离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O 等；
(2)根据Fe元素守恒，n(Fe2O3)=n[Fe(OH)3]=×=0.01mol，
答：该样品中，Fe2O3的物质的量为0.01mol；
(3)根据硫酸根守恒：3n[Al2(SO4)3]+3n[Fe2(SO4)3]=n(H2SO4)，即3n[Al2(SO4)3]+3×0.01mol=0.2L×1.65mol/L，则n[Al2(SO4)3]=0.1mol，根据Al元素守恒，n(Al2O3)=n[Al2(SO4)3]=0.1mol，故m(Al2O3)=0.1mol×102g/mol=10.2g，
答：铝土矿样品中Al2O3的质量为10.2g；
(4)样品中水的质量为17.5g-0.3g-10.2g-0.01mol×160g/mol=5.4g，物质的量为 =0.3mol，则0.1mol：0.3mol=1：x，故x=3，
答：样品中Al2O3．xH2O的x值为3。
20． a b +5 氧化 6.0×10 2
（1）a．水体污染会加剧水资源短缺，a正确；b．水体污染危害人体健康，b正确；答案选ab；（2）根据化合价代数和为0可知NO3－中氮元素的化合价为+（3×2－1）＝+5。（3）Fe是活泼的金属，在反应过程中失去电子，发生的是氧化反应。（4）忽略氢氧根的浓度根据溶液中电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)+2c(Fe2+)=c(NO3 )，所以y＝（0.64－0.05－0.05－0.24×2）mol/L＝0.06mol/L。
21．36.25 g·mol－1
丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，物质转化关系为：C4H10→CH4+C3H6、C4H10→C2H6 +C2H4，裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃为甲烷，丁烷裂解了0.6mol，还有0.4mol未裂解，计算混合气体的物质的量和质量，再根据计算解答。
丁烷不管以何种方式裂解，产物的物质的量都是丁烷物质的量的2倍，且总质量不变；
1mol丁烷（58g），其中有36%以方式①裂解，有24%以方式②裂解，还有40%没有裂解，即丁烷裂解了0.6mol，还有0.4mol未裂解，最终所得混合气体的物质的量为0.6mol×2+0.4mol=1.6mol，质量为58g，故混合气体的平均摩尔质量为=36.25g·mol-1，
故答案为：36.25g·mol-1。
22． Al2O3 2Al＋2OH—＋2H2O＝2AlO＋3H2↑ 2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－
M为气体单质，且M能使带火星的木条复燃，则M为O2；D可作耐高温材料，则D可能为高熔点的Al2O3或MgO；B为黑色磁性氧化物，则B为Fe3O4。“A+B→C+D”，A、C为单质，B、D为金属氧化物，则该反应为高温条件下金属间的置换反应，则A、C为金属单质，B为Fe3O4，可知C为Fe；E为强碱，A为金属单质，A与E反应生成气体单质G，所以A为两性金属Al，D为Al2O3，G为H2。“G+K→L”，G为H2，K为气体单质，L+B(Fe3O4)→F+H，又“F+E(强碱)→I”，则可推测F中含有铁的阳离子，与强碱反应生成沉淀；逆推L应为酸，两种单质化合得到的酸，则K为Cl2，L为HCl；Fe3O4溶于盐酸生成FeCl2和FeCl3；根据F+K(Cl2)→H，可得F为FeCl2，H为FeCl3；沉淀I+M(O2)→J，则沉淀I为Fe(OH)2，J为Fe(OH)3。
（1）根据上述分析，D为Al2O3；
（2）反应①为Al与强碱反应生成AlO2－和H2，离子方程式为2Al＋2OH—＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；
（3）反应②为FeCl2+ Cl2→FeCl3，离子方程式为2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－；
（4）反应③为Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；其中4mol Fe(OH)2失去4mol电子，氧气得电子，故单线桥可表示为：。