专题5微观结构与物质的多样性单元测试化学高一上学期苏教版（2019）必修第一册（含解析）

专题5《微观结构与物质的多样性》检测题
一、单选题
1．下列化学用语不正确的是
A．的分子结构模型：
B．的结构式：
C．的离子结构示意图：
D．NaCl的形成过程可表示为：
2．Y3Fe5O12是在雷达的微波过滤器中使用的铁氧磁性体，其中亿(Y)是稀土元素，通常显+3价，下列有关Y3Fe5O12的叙述正确的是
A．其可表示为3YO3 FeO Fe2O3 B．其可表示为Y3O5 Fe3O4 Fe2O3
C．该物质中铁的化合价均为+3 D．该物质中铁的化合价均为+2
3．学习元素周期律可根据事实进行推测，下列说法错误的是
选项 事实 推测
A 钠与氧气反应比锂与氧气反应剧烈 钾与氧气反应比钠剧烈
B Al2O3与强酸、强碱能反应，P2O5与强碱反应 SiO2与强碱能反应
C Si是半导体材料，Ge也是半导体材料 ⅣA族的元素都是半导体材料
D HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
A．A B．B C．C D．D
4．下列各组微粒半径大小的比较正确的是
① ② ③ ④
A．①③ B．①② C．③④ D．①④
5．如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是（ ）
A．气态氢化物的稳定性：R>W
B．X与Y可以形成原子个数比为1：1和1：2的两种离子化合物
C．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D．由X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子中半径最小的是X2-
6．下列关于F、Cl及其化合物的说法正确的是
A．氢化物的还原性：HCl＞HF B．氢化物的酸性：HF＞HCl
C．最高价含氧酸的酸性：F＞Cl D．与H结合的难度：F＞Cl
7．下列关于晶体的说法中正确的是
A．晶体若有正离子，一定有负离子 B．晶体若有正离子，一定是离子晶体
C．晶体若有共价键，不可能是离子晶体 D．晶体若有共价键，不可能是金属晶体
8．已知元素的原子序数，可以推断元素原子的
①离子所带电荷数 ②质子数 ③核电荷数 ④核外电子数
A．①③ B．②③ C．①②③ D．②③④
9．X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前20号主族元素，其中仅有一种金属元素，且只有两种元素处于同一周期。自然界中Z的单质主要存在于火山口附近，X和Y最外层电子数之和是M最外层电子数的3倍。下列说法一定正确的是
A．简单离子半径：M>Z>W B．化合物M2YX中只含离子键不含共价键
C．热稳定性：X2Z>XW D．氧化物对应水化物酸性：Z>W
10．向明矾溶液里滴加Ba(OH)2溶液，当SO恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是
A．一部分的Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+形式存在于溶液中
B．一部分的Al(OH)3沉淀，一部分以AlO形式存在于溶液中
C．全部为Al(OH)3沉淀
D．几乎全部以AlO形式存在于溶液中
11．某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。该同学用下图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。下列说法错误的是
A．A中装硝酸溶液
B．若B中是不溶固体，B可以为碳酸钙
C．B中有无色气体产生；C中可观察到有白色沉淀生成。
D．该装置可以证明非金属性N＞C＞Si
12．化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A．作补血剂时可与维生素C同时服用
B．《清明上河图》中绿色颜料的主要成分为氧化铁
C．碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均呈碱性，可用作食用碱
D．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨互为同素异形体
13．已知硒(Se)为第ⅥA族元素，下列有关硒元素的化合物的说法中错误的是
A．溶液能使酚酞溶液变红 B．只有还原性
C．与相似，均难溶于水 D．属于酸性氧化物
14．下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是（ ）
A．乙烯的最简式：CH2=CH2 B．CH4分子的比例模型：
C．羟基： D．Cl－的结构示意图：
15．下列有关化学用语表示正确的是 （ ）
A．35Cl和37Cl的原子结构示意图均为
B．HClO的电子式：
C．CO2的比例模型：
D．HCl的电子式：
二、填空题
16．如表列出了①~⑦七种元素在周期表中的位置：
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
二 ① ⑦
三 ② ③ ④ ⑤ ⑥
请按要求回答下列问题：
(1)元素③的原子结构示意图是___________，以上元素的最高价氧化物形成的水化物酸性最强的是___________(填分子式)。
(2)②、③、⑥三种元素的原子形成的简单离子半径由大到小的顺序排列为___________(用离子符号表示)。
(3)向元素②的单质与水反应后的溶液中加入元素④的单质，发生反应的化学方程式为___________。
(4)②和⑦按原子个数比1：1形成离子化合物乙的电子式为___________
(5)下列物质中，互为同系物的是___________，互为同分异构体的是___________，互为同素异形体的是___________，属于同位素的是___________。
①正戊烷 ②白磷 ③ ④⑤ ⑥红磷 ⑦
17．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①~⑥几种元素，回答以下问题：
(1)位于第三周期且原子半轻最小元素的原子结构示意图_______，其单质与水的化学反应为_______。
(2)①②④元素原子形成简单离子的离子半径由大到小的顺序为_______(填离子符号)。
(3)③④的最高价的氧化物对应的水化物的溶液发生的离子反应为_______。
(4)元素③与元素④相比，金属性较强的是_______(填元素符号)，下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。
a. ③单质的熔点比④单质低
b. ③单质与水反应比④单质剧烈
c. ③最高价氧化物对应的水化物的碱性比④强
d. ③的化合价比④低
(5)比较⑤⑥气态氢化物的稳定性：_______＞_______(填化学式)，除了可以通过比较⑤⑥气态氢化物的稳定性来验证⑤、⑤的非金属性外，请你再设计一个简单的实验，来验证元素⑤与⑥的非金属性强弱：_______。
三、实验题
18．（1）根据下图回答相关问题：
该图所示进行的是过滤操作，图中还缺少的仪器是________，其作用是___________。
（2）填写仪器名称：
①制取蒸馏水的受热容器是________。
②石油蒸馏装置中通水冷却的仪器是____________。
③用于分液的关键仪器是____________。
（3）已知，NaBiO3是一种不溶于水的固体，将其加入含有Mn2+的酸性溶液中，溶液变为紫红色，Bi元素变为无色的Bi3+。写出该反应的离子反应方程式_____________________。
（4）比较酸性强弱：H2SO4______HClO4（填“>”、“=”或“<”）。已知，次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间，比较ClO-、结合氢离子的强弱____________。
19．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为：________，装置B中饱和食盐水的作用是_________________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象_______。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入______(填字母)。
分组 a b c d
Ⅰ 干燥的有色布条 干燥的有色布条 湿润的有色布条 湿润的有色布条
Ⅱ 碱石灰 硅胶 浓硫酸 无水氯化钙
Ⅲ 湿润的有色布条 湿润的有色布条 干燥的有色布条 干燥的有色布条
(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为______色，说明____________。打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是________。根据上述现象能否比较出氯、溴、碘的氧化性强弱？(回答“能”或“不能”，并说明理由)_______。
(4)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的化学方程式：___________。
四、计算题
20．将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160 mL时：
(1)镁的物质的量______
(2)V2=_____mL
21．将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200 mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.0 mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。
(1)原合金中铝的物质的量分数为_____________。
(2)盐酸中HCl的物质的量浓度为_____________。
参考答案：
1．C
【详解】A．H2O的结构式为H-O-H，分子结构为V形，分子结构模型： ，故A正确；
B．CO2是共价化合物，C原子与O原子分别共用2对电子对，分子中含有C=O键，中心原子是C，其结构式为O=C=O，故B正确；
C．氯离子核电荷数17，核外电子数18，核外电子数为2、8、8，离子的结构示意图： ，故C错误；
D．NaCl为离子化合物，Na原子失电子、Cl原子得电子形成氯化钠，用电子式表示形成过程为 ，故D正确；
故选：C。
2．C
【分析】钇(Y)元素的化合价为+3价，根据化合物中元素正负化合价的代数和为0，设铁元素的化合价为x，则(+3)×3+5x+(-2)×12=0，解得x=+3，即铁元素的化合价为+3价，据此分析作答。
【详解】A．FeO中铁元素的化合价为+2价，则表示方法错误，A项错误；
B．Y3O5 Fe3O4 Fe2O3中Y的化合价不是+3价，铁元素的化合价有+2、+3价，B项错误；
C．根据分析，Fe元素的化合价是+3价，C项正确；
D．根据分析，Fe元素的化合价是+3价，D项错误；
答案选C。
3．C
【详解】A．钾的金属性比钠强，因此钾与氧气反应比钠剧烈，故A正确；
B．同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，Al2O3与强酸、强碱能反应，P2O5与强碱反应，则SiO2与强碱能反应，故B正确；
C．同主族从上到下金属性增强，ⅣA族的元素不都是半导体材料，如Pb是导体，故C错误；
D．元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，同主族自上而下元素非金属性减弱，非金属性：Cl>Br>I，稳定性：HCl>HBr>HI，则HBr的分解温度介于HI、HCl之间，故D正确；
答案选C。
4．A
【详解】①阴离子的半径比对应原子的半径大，所以微粒半径：，最外层电子数相同，电子层数越多，离子半径越大，所以半径：，故微粒半径大小：，正确；②、、的核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径：，错误；③阳离子的半径比对应原子半径小，所以微粒半径：， 、的最外层电子数相同，电子层数越多，半径越大，故原子半径：，故半径大小：，正确；④S2-、的最外层电子数相同，电子层数越多，半径越大，所以，、的核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：，错误。由上分析可知比较正确的是①③，A正确；
故选A
5．D
【详解】由表中化合价可知，X的化合价为-2价，没有正化合价，X为O元素，Y的化合价为+1价，处于ⅠA族，原子序数大于O元素，Z为Na元素，Z为+3价，为Al元素，W的化合价为+6、-2价，W为S元素，R的化合价为+7、-1价，R为Cl元素，则
A．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，非金属性Cl＞S，氢化物稳定性HCl＞H2S，选项A正确；
B．X、Y分别为O、Na，可形成Na2O、Na2O2两种离子化合物，原子个数比为1:1和1:2，选项B正确；
C．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3 ，两者能相互反应，选项C正确；
D．X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子分别为O2－、Na＋、Al3＋、S2－、Cl－，半径最小的是Al3＋（Z3+），选项D不正确；
答案选D。
6．A
【详解】A．因为非金属性，所以单质的氧化性：，氢化物的还原性：，A正确；
B．为弱酸，为强酸，所以酸性：，B错误；
C．F没有最高正价，所以没有最高价含氧酸，C错误；
D．非金属性，与H结合的难度：，D错误；
故选A。
7．D
【详解】A．金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，金属晶体有正离子，没有负离子，故A错误；
B．金属晶体由金属阳离子和自由电子构成，晶体若有正离子，不一定是离子晶体，故B错误；
C．氢氧化钠晶体中含有离子键、共价键，氢氧化钠是离子晶体，晶体若有共价键，可能是离子晶体，故C错误；
D．金属晶体含有金属键，晶体若有共价键，不可能是金属晶体，故D正确
选D。
8．D
【详解】由于原子序数等于原子核内质子数，等于原子核外电子数，所以已知元素的原子序数，可以推断元素原子的②质子数、③核电荷数、④核外电子数，但同一元素的原子在不同条件下反应失去或获得的电子数目可能不同，因此生成的离子所带的电荷数目不同，因此不能根据元素的原子序数确定离子所带电荷数，则说法正确的是②③④，所以合理选项是D。
9．B
【分析】Z的单质主要存在于火山口附近，则Z是S，只有两种元素处于同一周期，则原子序数最小的X是H，若M是K，X和Y最外层电子数之和是M最外层电子数的3倍，则Y是Be，不符合要求，若M是Ca，则Y是N，符号要求，W是原子序数比Z大，则W是Cl，综合分析，X是H，Y是N，Z是S，W是Cl，M是Ca，以此解题。
【详解】A．由分析可知M、Z、W对应的离子分别是Ca2+、S2-、Cl-，核外电子排布相同时，原子序数越小，半径越大，故顺序为：S2->Cl-> Ca2+，A错误；
B．由分析可知X是H，Y是N，M是Ca，则M2YX是Ca2NH，钙是活泼金属，则其中只含离子键，B正确；
C．有分析可知X是H，Z是S，W是Cl，则X2Z是H2S，XW是HCl，非金属性硫大于氯，非金属性越强，氢化物越稳定，则氯化氢较稳定，C错误；
D．由分析可知，Z是S，W是Cl，只能通过最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，来比较非金属性的强弱，D错误；
故选B。
10．D
【详解】明矾的化学式为KAl(SO4)2 12H2O，假设明矾的物质的量为1mol，则溶液中有1molAl3+、2mol。当滴入2molBa(OH)2时，2molBa2+恰好和溶液中的 2mol 完全沉淀，同时2molBa(OH)2中的4molOH-和溶液中的1molAl3+恰好反应：Al3++4OH-= +2H2O。所以当恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是，故选D。
11．D
【分析】装置A验证的是硝酸酸性和碳酸酸性的比较，因此仪器B中盛放的是CaCO3，分液漏斗中盛放的是硝酸，如果仪器A中出现气泡，硝酸的酸性强于碳酸，即N的非金属性强于C，发生反应是CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O；装置C比较的是碳酸酸性和硅酸酸性的强弱，如果装置C中出现白色胶状沉淀，碳酸酸性强于硅酸，即非金属性C＞Si，此装置不能排除硝酸也可以将硅酸置换出的干扰，据此分析解答。
【详解】A．利用强酸制备弱酸的规律，A是强酸，可以是硝酸，故A正确；
B．根据分析，若B中是不溶固体，B可以为碳酸钙，故B正确；
C．探究氮、碳、硅元素的非金属性强弱，强酸制取弱酸；A中装硝酸溶液，B可以为碳酸钙，B中有无色气体二氧化碳产生，C为硅酸钠，C中硅酸钠与二氧化碳，水反应可生成硅酸沉淀，也有可能是挥发出的硝酸与硅酸钠反应生成硅酸，故可以观察到有白色沉淀生成，故C正确；
D．硝酸具有挥发性，也可以与硅酸钠溶液反应，制取硅酸，硝酸的酸性大于碳酸，硝酸和碳酸都能将硅酸制取出来，C中生成的硅酸，不确定是硝酸还是碳酸置换出的，因此不能证明碳的非金属性一定大于硅的非金属性，故D错误；
答案选D。
12．B
【详解】A．维生素C具有还原性，作补血剂时可与维生素C同时服用，效果更佳，选项A正确；
B．氧化铁是红色粉末，是红色颜料的成分，《清明上河图》中绿色颜料的主要成分孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，选项B错误；
C．碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均呈碱性，能中和食品发酵产生的酸，且无毒，选项C正确；
D．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨均为由碳元素组成的单质,两者互为同素异形体，选项D正确；
答案选B。
13．B
【分析】因为Se在第4周期第ⅥA族，位于S的下方，与S同族，所以具有与S相似的性质。
【详解】A．由亚硫酸是弱酸及元素周期律知是弱酸，溶液显碱性，可以使酚酞溶液变红，故A正确；
B．Se在第ⅥA族，所以最高价是+6价，最低价是-2价，而二氧化硒中硒元素显+4价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故B错误；
C．由难溶于水及硫、硒同主族知，难溶于水，故C正确；
D．因为Se在第ⅥA族，位于S的下方，与S同族，所以具有与S相似的性质，SO3是酸性氧化物，所以属于酸性氧化物，故D正确；
故选B。
14．B
【详解】A．为乙烯的化学式，最简式为CH2，故A错误；
B．甲烷的分子式为CH4，比例模型如图所示，故B正确；
C．所示的图形氧原子左边多了一个电子，故C错误；
D．氯离子的离子结构示意图原子核内应为17，无论氯离子还是氯元素，元素种类没变，核内质子数不变，故D错误；
答案选B。
【点睛】该类试题需要明确的是常见的化学用语主要包括元素符号、化学式、化合价、电子式、原子结构示意图、结构式、结构简式以及方程式和各种模型等，需要学生熟练记住。
15．A
【详解】A. 35Cl与37Cl核外电子数均为17，二者的原子结构示意图相同均为，A正确；
B．HClO的电子式为，B错误；
C.二氧化碳分子中，C的原子半径大于O原子半径，所以CO2的比例模型为：，C错误；
D. HCl的电子式为，D错误；
答案选A.
【点睛】HClO的结构式为H-O-Cl，因此次氯酸的电子式为。
16． HClO4 Cl-＞Na+＞Mg2+ Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ①③/③④(答一种即可) ①④ ②⑥ ⑤⑦
【分析】根据①~⑦七种元素在周期表中的位置可知：①为N、②为Na 、③为Mg.、④为Al、⑤为Si、⑥为Cl、⑦为O，以此分析解答本题。
【详解】(1)根据上述分析可知：元素③为Mg，12号元素，其原子结构示意图是。根据非金属性越强，其最高价氧化物形成的水化物酸性越强，在上述元素中，非金属性最强的是Cl，其最高价氧化物形成的水化物化学式为HClO4。故答案：；HClO4。
(2) 根据上述分析可知：②为Na 、③为.、⑥为Cl，则②、③、⑥三种元素的原子形成的简单离子为Na+、 Mg2+、Cl-，其半径由大到小的顺序排列为Cl-＞Na+＞Mg2+，故答案：Cl-＞Na+＞Mg2+。
(3) 根据上述分析可知：②为 Na、④为Al，Na的单质与水反应氢氧化钠和氢气，在加入生Al会生成偏铝酸钠和氢气，起反应的离子方程式为：Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案：Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
(4) 根据上述分析可知：②为Na 、⑦为O，两者按原子个数比1：1形成离子化合物过氧化钠，其电子式为：。
(5)互为同系物的是结构相同，分子组成相差一个或几个CH2原子团，所以①正戊烷和③或④互为同系物；互为同分异构体的是分子式相同，结构不同，所以①正戊烷和④互为同分异构体；互为同素异形体的是由同种元素组成的不同种单质，所以②白磷和⑥红磷 互为同素异形体；属于同位素的是中子数不同，质子数相同的原子，所以⑤和⑦互为同位素。故答案：①③或/③④；①④；②⑥；⑤⑦。
17． N3-＞F-＞Al3+ Na bc HCl H2S 可以通过非金属单质间的置换反应来证明元素非金属性的强弱，在Na2S的水溶液中通入Cl2，若溶液变浑浊，证明Cl的非金属性强于S
【详解】根据元素在元素周期表的位置可知，①为N，②为F，③为Na，④为Al，⑤为S，⑥为Cl，
(1)同周期元素从左至右原子半径逐渐减小，则位于第三周期且原子半轻最小的元素是Cl，其原子结构示意图为，其单质与水的化学反应为；
(2)①②④元素原子形成简单离子为N3-、F-、Al3+，离子半径由大到小的顺序为N3-＞F-＞Al3+；
(3)Na的最高价的氧化物对应的水化物为氢氧化钠，Al的最高价的氧化物对应的水化物为，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，则发生的离子反应为；
(4)同周期元素从左到右金属性减弱，元素Na与元素Al相比，金属性较强的是Na；
a． 单质的熔点与金属性无关，故不选a；
b． 金属性越强，单质越易与水反应，Na与水反应比Al剧烈，说明金属性Na大于Al，故选b；
c． 金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，NaOH的碱性比Al(OH)3强，说明金属性Na大于Al，故选c；
d． Na的化合价比Al低，不能说明金属性Na大于Al，故不选d；故选bc；
(5)非金属性越强，气态氢化物越稳定，由于Cl的非金属性强于S，所以HCl的稳定性大于H2S；可以通过非金属单质间的置换反应来证明元素非金属性的强弱，在Na2S的水溶液中通入Cl2，若溶液变浑浊，证明Cl的非金属性强于S，反应的化学方程式为Na2S+Cl2=S↓+2NaCl。
18． 玻璃棒 引流 蒸馏烧瓶 冷凝管 分液漏斗 2Mn2++5NaBiO3+14H+=2+5Na++5Bi3++7H2O < ClO->
【详解】（1）过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，由图可知，缺少的仪器是玻璃棒，过滤时，玻璃棒起引流的作用，故答案为：玻璃棒；引流；
（2）①制取蒸馏水的受热容器是蒸馏烧瓶，故答案为：蒸馏烧瓶；
②石油蒸馏装置中通水冷却的仪器是冷凝管，故答案为：冷凝管；
③用于分液的关键仪器是分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（3）由题意可知，在酸性条件下，难溶的NaBiO3与Mn2+离子发生氧化还原反应，NaBiO3被还原为Bi3+离子，Mn2+离子被氧化为，反应的离子方程式为2Mn2++5NaBiO3+14H+=2+5Na++5Bi3++7H2O，故答案为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2+5Na++5Bi3++7H2O；
（4）元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氯元素的非金属性强于硫元素，则高氯酸的酸性强于硫酸；由次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间可知，次氯酸根的水解能力强于碳酸氢根离子，结合氢离子的能力强于碳酸氢根，故答案为：<；ClO->。
【点睛】酸的电离程度越大，对应离子结合氢离子的能力越强，水解程度越大是解答关键。
19． MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O 吸收氯气中的氯化氢 B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱 d 橙黄色 氯气的氧化性强于溴单质 E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色，下层无色 不能，未反应的氯气也可将碘离子氧化成碘单质 Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O
【分析】A装置制取氯气，浓盐酸易挥发，制备的的氯气中含有HCl。B装置除去HCl，且B装置是安全瓶，B中长颈漏斗内液面上升，说明装置发生堵塞。装置C验证氯气是否具有漂白性，因为通过饱和食盐水后氯气中含有水蒸气，所以I处为湿润的有色布条观察是否褪色，然后用干燥剂干燥氯气，在Ⅱ处用干燥的有色布条检验是否褪色，I处褪色而Ⅱ处不褪色，证明干燥的氯气没有漂白性；D装置中溴化钠和氯气发生置换反应生成溴单质，E中用溴单质氧化碘离子生成碘单质，进行比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱；氯气有毒，装置F吸收尾气中氯气，防止污染环境。
【详解】(1)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；制取的氯气中含有氯化氢杂质，氯化氢易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，选择饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的，压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，从B装置进入C装置的氯气为湿润氯气，故可先通过湿润的有色布条，观察是否褪色，之后利用干燥剂干燥，干燥管中不能盛放液体干燥剂，之后再通过干燥布条观察是否褪色，若褪色则可说明氯气有漂白性，若不褪色则说明氯气无漂白性，所以C中I、Ⅱ、Ⅲ依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，所以选d；
(3)D中是溴化钠，当向D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质，所以会看到无色溶液变为橙黄色，说明氯气的氧化性强于溴单质；溴单质的氧化性强于碘单质，氯气氧化生成的溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡。观察到的现象是：E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色，下层无色；但由于从D中滴下来的溶液中可能含有未反应的氯水，所以可能是氯气将碘离子氧化成碘单质，故不能说明溴单质的氧化性强于碘单质；
(4)氯气有毒，直接排放容易造成空气污染，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以被氢氧化钠吸收，反应的方程式：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O。
【点睛】该实验存在不足之处：一旦NaBr溶液中通入的氯气过量，由于氯气氧化性也强于碘，过量的氯气也可将碘离子氧化，可以在C、E之间在添加一个盛放与D中等浓度等体积的NaBr溶液的装置，进行对照，通入氯气后D中颜色比前面颜色浅，可以排除D中氯气过量。
20．(1)0.06mol
(2)440mL
【分析】镁、铝混合物溶于H2SO4溶液中，生成硫酸镁、硫酸铝，根据图象可知，硫酸是过量的，向反应后的溶液中滴加 NaOH溶液，NaOH先和硫酸中和，然后和硫酸镁、硫酸铝产生Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，当沉淀量达到最大后，再滴加NaOH溶液，Al(OH)3会溶解，转化为NaAlO2。
【详解】（1）当V1=160mL时，此时，溶液是MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4混合液，由Na+守恒可知，n(Na2SO4)= n(NaOH)= ×0.16L×1mol/L=0.08mol；
令MgSO4为xmol，Al2(SO4)3为ymol，则：
根据Mg原子、Al原子守恒有：x+2y=0.1
根据SO守恒有：x+3y=0.1×2-0.08
联立方程，解得：x=0.06、y=0.02
所以金属粉末中n(Mg)=0.06mol，n(Al)=2y=2×0.02mol=0.04mol。
（2）滴加NaOH溶液到体积V2时，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液，根据元素质量守恒有：
n(NaOH)=2n(Na2SO4)+n(NaAlO2)=2n(H2SO4)+n(Al)=2×0.1L×2mol/L+0.04mol=0.44mol，。
21． 36% 4mol/L
【分析】由图可知，加入20m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，说明所得溶液中含有盐酸；再加入氢氧化钠溶液，镁离子和铝离子完全反应生成19.4g沉淀，当加入180ml氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到11.6g氢氧化镁沉淀。
【详解】（1）由图可知，氢氧化镁的质量为11.6g，氢氧化铝的质量为（19.4—11.6）g=7.8g，由原子个数守恒可知，合金中镁的质量为×24g/mol=4.8g，铝的质量为×27g/mol=2.7g，则铝的物质的量分数为×100%=36%，故答案为：36%；
（2）由图可知，当加入180ml氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到氯化钠和偏铝酸钠的混合溶液，由铝原子个数守恒可知n（AlO2-）=n（Al3+）=0.1mol，由电荷守恒可得n（Na+）=n（Cl-）+n（AlO2-），n（Cl-）=5.0 mol·L-1×0.18L—0.1mol=0.8mol，则200 mL盐酸的浓度为=4mol/L，故答案为：4mol/L。