第八章化学与可持续发展检测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》检测题
一、单选题
1．《墨子·天志》中记载：“书之竹帛，镂之金石”。下列说法错误的是
A．竹简的主要化学成分为纤维素 B．丝帛充分燃烧只生成二氧化碳和水
C．“金”的冶炼过程涉及化学变化 D．“石”中的古代陶瓷属于传统的无机非金属材料
2．在“十二五”期间，江苏省将大力实施“清水蓝天”工程。下列不利于“清水蓝天”工程实施的是
A．积极推广太阳能、风能、地热能及水能等的使用，减少化石燃料的使用
B．加强城市生活污水脱氮除磷处理，遏制水体富营养化
C．加大稀土资源的开采和出口，保证经济快速发展
D．大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，减少硫的氧化物和氮的氧化物污染
3．生活中常常碰到涉及化学知识的某些问题，下列叙述正确的是
①人的皮肤在强紫外线的照射下将会失去生理活性
②棉花和木材的主要成分都是纤维素，禽类羽毛和蚕丝的主要成分都是蛋白质
③用裂化汽油可以萃取溴水中的溴
④利用油脂在酸性条件下水解，可以生产甘油和肥皂
⑤浓的硫酸铵溶液可以降低蛋白质的溶解性使其从水中析出
⑥经过煤的液化和气化等物理变化，可以得到多种化工产品
⑦标准状况下，醋酸是具有刺激性气味的液体
⑧混合物：氯水、氨水、福尔马林、水玻璃、冰醋酸、碘酒、淀粉
A．①②④⑥⑧ B．①②⑤
C．①②⑤⑦ D．①②③④⑤⑧
4．下列物质属于合金的是
A．硬铝 B．水银 C．黄金 D．金刚石
5．下列过程属于化学变化的是 （　　）
A．干冰升华 B．水凝成冰 C．钢铁生锈 D．石油分馏
6．下列有关环境污染的叙述不正确的是
A．使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题
B．SO2是大气污染物，可以用生石灰除去工业废气中的SO2
C．明矾水解产生Al（OH）3胶体粒子，可除去悬浮物
D．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
7．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说液正确的是
A．二氧化硫不仅可以漂白纸浆，还能杀菌消毒
B．汽车尾气中NO，主要来源于汽油、柴油的燃烧
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．SO2和NO均可采用石灰乳进行脱除
8．下列物质的制备与工业生产不相符的是
A．NH3NOHNO3
B．海水→MgOMg
C．饱和食盐水
D．石油乙烯聚乙烯塑料
9．日常生活中所使用的装修材料往往会是释放一种对人体有害的气体，他是下面物质中哪一种
A．甲醛 B．甲烷 C．二氧化硫 D．甲醇
10．化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法不正确的是（ ）
A．聚氯乙烯可用作包装材料
B．含氟牙膏可预防龋齿原理是发生了沉淀的转化反应
C．榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止苹果汁变色，这说明维生素C具有氧化性
D．炒菜时，加一点酒和醋能使菜味香可口，因为有酯类物质生成
11．下列关于合金的说法不正确的是
A．合金的熔点一般比各成分金属的低
B．我国最早使用的合金是钢
C．稀土金属可以用于生产合金
D．高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，质地轻，强度大
12．改革开放40周年取得了很多标志性成果，下列说法不正确的是（ ）
A．“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料
B．“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性
C．北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出一颗真正意义的“中国芯”，其主要成分为SiO2
D．港珠澳大桥设计使用寿命120年，水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极的阴极保护法
13．图甲~丁中关于海带提取碘的部分实验操作及目的正确的是
A．装置甲的作用是使海带中I2升华 B．装置乙加H2O2发生置换反应生成I2
C．装置丙用于富集水溶液中的I2 D．装置丁用于分离I2和水的混合物
14．实验室里运用下列实验装置进行实验，能达到相应实验目的的是
A．装置甲：石油分馏 B．装置乙：溴苯的制取
C．装置丙：乙烯的制取 D．装置丁：乙酸乙酯的制取
15．下列物质不属于高分子化合物的是
A．油脂 B．聚乙烯 C．聚苯乙烯 D．淀粉
二、填空题
16．人类的衣食住行都离不开化学，化学与生活密切相关．
(1)根据要求，选择恰当的选项用字母代号填空：
①“含氟牙膏”中的氟应理解为____．
A．元素 B．单质 C．离子
②下列物质中含有有机高分子材料的是____；
A．普通水泥 B．普通玻璃 C．汽车轮胎
③糖类、油脂、蛋白质、无机盐、水、维生素是人类不可缺乏的营养物质．下列维生素中，可用于防治坏血病的是____．
A．维生素A B．维生素B1 C．维生素C
④抗生素药有阻止多种细菌生长的功能，下列药物属于抗生素药的是____．
A．阿司匹林 B．青霉素 C．抗酸药（氢氧化铝）
⑤下列处理垃圾的方法中，不正确的是____．
A．回收利用废纸 B．回收利用易拉罐 C．填埋废旧电池
(2)在全球每年被腐蚀的钢铁中，电化学腐蚀比化学腐蚀所占比例____（填“高”或“低”）．
(3)下表所列的一些物质都是家庭常用物质，请根据实验要求，选择合适的化学试剂，将其字母代号填入对应的空格中。
实验要求 化学试剂 供选择的化学试剂
检验味精中是否含有食盐 _______ A．新制氢氧化铜悬浊液 B．硝酸银溶液和稀硝酸 C．碘水 D．碳酸钠粉末
检验地瓜粉中是否含有淀粉 _______
检验食醋中是否含有乙酸 _______
区别蔗糖和葡萄糖 _______
17．人类在创造了空前丰富的物质财富的同时，对自然环境也产生了极大地破坏；排放氟氯代烷等气体会导致_________(填“酸雨”或“臭氧空洞”)；排放含_________(填“磷”或“钠”)的化合物会导致水体富营养化；有些家居装修用到的天然石材中含有放射性元素_________(写元素名称)，会对居室内造成放射性污染等等；
三、实验题
18．某课题组以硫铁矿烧渣（含Fe2O3、Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2等）为原料制取软磁用Fe2O3（要求纯度>99.2%，CaO含量<0.01%）。其工艺流程如下(所加入试剂均稍过量)：
已知：生成氢氧化物的pH
Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
开始沉淀时 3.4 6.3 1.5
完全沉淀时 4.7 8.3 2.8
（1）滤渣A的主要成分是__________。
（2）在过程Ⅱ中可观察到产生少量气泡，溶液颜色慢慢变浅。能解释该实验现象的离子方程式有__________。反应后，可以用__________溶液检验说明Fe3+是否已经完全反应。
（3）在过程Ⅱ中，课题组对滤液A稀释不同倍数后,加入等质量的过量铁粉,得出Fe3+浓度、还原率和反应时间的关系如图所示：
结合上述实验结果说明：课题组选择稀释后c(Fe3+)为1.60mol/L左右的理由是______。
（4）在过程Ⅲ中，课题组在相同条件下，先选用了不同沉钙剂进行实验，实验数据见下表：
（已知：滤液B中钙的含量以CaO计为290—310mg/L）
沉钙剂 Na2SO3 H2C2O4 (NH4)2CO3 Na2CO3 NH4F
用量/g 2 2 2 5 2
剩余CaO/mg/L) 290 297 290 190 42
根据实验结果，选择适宜的沉钙剂，得到滤渣C的主要成分有__________。
（5）在过程Ⅳ中，反应温度需要控制在35℃以下，不宜过高，其可能的原因是__________。
（6）在过程Ⅴ中，反应的化学方程式是__________。
19．海洋是一个巨大的宝藏，期待着人们的开发和利用。
Ⅰ.（1）利用海水可以得到食盐，从海水中得到食盐的变化是___变化。（填“物理”或“化学”）
（2）要除去某食盐晶体中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，有以下操作：
A．蒸发结晶 B．过滤 C．加入过量的Na2CO3溶液 D．加水溶解 E.加入过量的烧碱溶液 F.加入过量稀盐酸 G.加入过量的Ba（NO3）2溶液 H.加入过量的稀硝酸 I.加入过量的BaCl2溶液
正确的操作顺序是：__→E→___→C→__→__→A
Ⅱ.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示：

（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①___③___。
（2）操作③中可以选择的有机试剂为___，选择该试剂时，水层在___层（填 “上”或“下”），含碘溶液应从___（获得填“容器上口”或“容器下口”），要从碘的有机溶液中获得碘单质，应采用___的操作（填一种实验操作方法）。
四、计算题
20．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）
21．将一包铝热剂（铝粉和氧化铁的混合物），进行如下实验，①向一份铝热剂中加入800ml 2mol/L的氢氧化钠溶液，使其充分反应后，收集到的气体体积为20.16L（S．T．P．）②另一份等质量的铝热剂在高温下充分反应后，向反应后固体中加入2L 2.5mol/L的盐酸溶液，使固体完全溶解，反应后溶液PH=0（假设过程中溶液体积不变），取少量反应后溶液，滴加硫氰化钾，没有出现血红色．完成下列计算：
（1）计算该铝热剂中铝与氧化铁物质的量之比？_______________
（2）实验②产生的气体的体积是多少？（S．T．P．）______________
参考答案：
1．B
【详解】A．竹简是由植物竹子的茎秆制成，其主要化学成分为纤维素，A正确；
B．丝帛的主要成分是蛋白质含有C、H、O、N等元素，其充分燃烧能生成二氧化碳和水、N2等，B错误；
C．“金”是指金属，金属的冶炼过程中涉及金属矿物的富集、由化合物转化为单质等过程，因此涉及物理变化和化学变化，C正确；
D．“石”中的古代陶瓷是硅酸盐，属于传统的无机非金属材料，D正确；
故合理选项是B。
2．C
【详解】A. 积极推广太阳能、风能、地热能及水能等的使用，减少化石燃料的使用，A正确；
B. 加强城市生活污水脱氮除磷处理，遏制水体富营养化，B正确；
C. 稀土资源的开采和出口，需要统筹科学安排，选项C不正确；
D. 大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，减少硫的氧化物和氮的氧化物污染，D正确；
答案选C。
3．B
【详解】①强紫外线的照射会使蛋白质变性，蛋白质变性后会失去生理活性，①对；
②棉花和木材的主要成分都是纤维素，禽类羽毛和蚕丝的主要成分都是蛋白质，②对；
③裂化汽油中含有碳碳双键，会与溴发生加成反应，所以不可以萃取溴水中的溴，③错；
④利用油脂在碱性条件下水解，可以生产甘油和肥皂，④错；
⑤浓的硫酸铵溶液可以降低蛋白质的溶解性使其从水中析出，这是蛋白质的盐析过程，⑤对；
⑥煤的液化和气化等为化学变化，⑥错；
⑦标准状况下，醋酸是具有刺激性气味的固体，⑦错；
⑧冰醋酸为纯净物，其他的为混合物，⑧错；
所以正确的为①②⑤；
故答案为B。
4．A
【分析】合金是两种或两种以上的金属，或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，合金是混合物。
【详解】A．硬铝是铝、铜混合物，故A正确；
B．水银是汞的单质，故B错误；
C．黄金是金的单质，故C错误；
D．金刚石是碳的单质，故D错误；
答案选A。
5．C
【详解】A. 干冰升华是固态二氧化碳变为气态二氧化碳，没有新物质的生成，不是化学反应，故A不选；
B. 水凝成冰液体水变为固态水，没有新物质的生成，不是化学反应，故B不选；
C. 钢铁生锈有新物质的生成，属于化学变化，故C选；
D. 石油分馏是物理变化，没有新物质的生成，不是化学反应，故D不选；
故选C。
6．A
【详解】A．含磷洗衣粉的使用只是造成水体富营养化的原因之一，因此使用无磷洗衣粉，不可能彻底解决水体富营养化问题，A错误；
B．生石灰能与二氧化硫、氧气反应生成硫酸钙，可除去，B正确；
C．明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，具有吸附悬浮杂质的作用，可用于水的净化，C正确；
D．酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体形成的，使用清洁能源减少了二氧化硫、氮氧化物的排放，所以使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一，D正确。
答案选A。
【点睛】注意明矾作净水剂的原理利用的是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体的表面积大，吸附能力强，能使水中的悬浮物聚集形成沉淀而达到净水的目的。与之类似的是铁盐、铜盐同样也有净水的作用。
7．A
【详解】A．SO2具有漂白性和弱氧化性，所以可漂白纸浆还能杀菌消毒，A项正确；
B．汽油、柴油均为烃类物质无氮元素。NO主要来自与空气中N2在打火时与O2反应产生，B项错误；
C．植物直接吸收铵盐和硝酸盐作为肥料，而N2转化为氮的化合物称为氮的固定，C项错误；
D．NO不与石灰乳反应无法脱除，D项错误；
故选A。
8．B
【详解】A．氨气经催化氧化，可生成一氧化氮，一氧化氮跟氧气和水同时反应时可生成硝酸，A正确；
B．氧化镁熔点较高，制取单质镁时，通常是电解熔点较低的氯化镁，节约生产成本和能耗，B错误；
C．该过程为侯氏制碱法的原理，C正确；
D．石油经过裂解可生成乙烯，乙烯经过加聚反应，可得到聚乙烯塑料，D正确；
故选B。
9．A
【详解】甲醛、苯、醚等常用于装饰材料的溶剂和防腐剂，对人体有害，为致癌物质，为装饰材料的主要污染物质，而甲烷、二氧化硫和甲醇不能由装饰材料释放出来，故选A。
10．C
【详解】A. 聚氯乙烯当制成薄膜制品时，可用作包装材料，故A正确；
B. 牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为羟基磷灰石（Ca5（PO4）3OH），使用含氟牙膏会生成氟磷灰石（Ca5（PO4）3F），Ca5（PO4）3F的溶解度比Ca5（PO4）3OH更小，所以是利用了沉淀转化的原理，故B正确。
C. 榨苹果汁时加入维生素C，可有效防止苹果汁变色，这说明维生素C具有还原性，故C错误；
D. 炒菜时，加一点酒和醋能使菜味香可口，因为有酯类物质生成，故D正确；
故选C。
11．B
【详解】A．合金的熔点一般比各成分金属的低，故A正确；
B．我国最早使用的合金是青铜，故B错误；
C．稀土金属可以改善合金的性能，可以用于生产合金，故C正确；
D．高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，质地轻，强度大，故D正确；
故选B。
12．C
【详解】A.SiC属于新型无机非金属材料，故A正确；
B.钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性，故B正确；
C.“中国芯”主要成分为半导体材料Si，不是SiO2，故C错误；
D.因为铝比铁活泼，所以利用原电池原理，铁作正极被保护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故选C。
13．C
【详解】A．海带中不含碘单质，坩埚中灼烧主要使海带灰化，故A错误；
B．过氧化氢氧化碘离子生成碘单质，不属于置换反应，故B错误；
C．碘不易溶于水，易溶于四氯化碳，萃取可富集水溶液中的I2，故C正确；
D．碘在水中的溶解度很小，蒸馏分离碘的水溶液以得到碘效率很低，应先用有机溶剂萃取富集碘单质后再蒸馏分离碘，故D错误；
故选C。
14．B
【详解】A.石油分馏测定的馏分的温度，温度计的水银球应该在蒸馏烧瓶支管口附近，错误；
B．溴苯的制取以在常温下进行，装置乙可以实现该变化，正确；
C．乙烯的制取应该加热170℃，缺少温度计，用装置丙不能完成该实验，错误；
D.制取乙酸乙酯是液体混合物加热，试管口要略向上倾斜，因此用装置丁不能完成该实验，错误。
15．A
【详解】高分子化合物是指相对分子质量比较大，从几万到几十万的化合物；可根据化合物的相对分子质量说法达到10000以上进行判断，常见高分子化合物有淀粉、纤维素、蛋白质及聚合反应产物等，注意油脂不属于高分子化合物。
A．油脂相对分子量较小，没有达到1000以上，不属于高分子化合物，A符合题意；
B．聚乙烯为乙烯通过加聚反应生成的高分子化合物，B不合题意；
C．聚苯乙烯为苯乙烯通过加聚反应生成的高分子化合物，C不合题意；
D．淀粉(C6H10O5)n(n的数值从几万到十万)，相对分子量达到几万、几十万以上，属于天然高分子化合物，D不合题意；
故答案为：A。
16． A C C B A 高 B C D A
【详解】(1)①“含氟牙膏”等商品，这些商品中所强调的氟，都是说明这些物质的存在氟元素，故答案为：A；
②玻璃、水泥是硅酸盐材料，轮胎中橡胶是高分子化合物，答案为：C；
③维生素C能防治坏血病，答案为：C；
④阿司匹林是解热镇痛药，青霉素是抗生素青霉素是抗生素，氢氧化铝是抗酸药，故答案为：B；
⑤A．回收利用废纸，能节能环保，故A不选；
B．回收利用易拉罐，能节能环保，故A不选；
C．废旧电池中含有重金属，填埋废旧电池，能够引起土壤污染，故C选；
故答案为：C；
(2)由于平时使用的钢铁制品大多数是合金，故发生电化学腐蚀的几率要远高于化学腐蚀，即电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因，故答案为：高；
(3)氯化钠可与硝酸银反应生成氯化银沉淀，不溶于硝酸，则可用硝酸银溶液和硝酸检验味精是否有食盐；淀粉遇碘变蓝色，证明地瓜粉中含有淀粉，可加入碘水；乙酸能与碳酸钠粉末粉末反应生成二氧化碳；葡萄糖具有还原性，可用氢氧化铜浊液或银氨溶液检验葡萄糖；故答案为：B；C；D；A。
17． 臭氧空洞 磷 氡
【分析】氟氯代烷等气体会导致臭氧层被破坏，产生臭氧空洞；磷元素是生物生长的必需元素，含量超标会使水生植物营养过剩而导致疯长，天然石材中含有放射性元素氡。
【详解】氟氯代烷等气体会使臭氧层被破坏，导致臭氧空洞的出现；磷元素是生物生长的必需元素，含磷的废水排放会造成水生植物营养过剩，导致水体的富营养化；天然石材中含有放射性元素氡，会对居室内造成放射性污染。
18． SiO2 Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+=3Fe2+ KSCN c(Fe3+)在1.60mol/L左右时，反应速率更快，Fe3+的还原率更高 CaF2、Al(OH)3 温度过高，(NH4)2CO3易分解（其他合理答案） 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2↑
【分析】硫铁矿烧渣(含Fe2O3、Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2等)用50%的硫酸溶解后，只有SiO2不溶，滤渣A为SiO2，滤液A中含有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铝和硫酸钙，滤液A中加入铁粉将铁离子还原生成亚铁离子，过滤后，滤渣B主要含有过量的铁，滤液B中加入氨水，调节pH=6和沉钙剂，除去铝离子和钙离子，滤液C中加入(NH4)2CO3得到碳酸亚铁，在空气中灼烧得到氧化铁。
【详解】(1)根据上述分析，滤渣A的主要成分为SiO2，故答案为SiO2；
(2)过程Ⅱ中加入铁粉，铁与过量的硫酸反应生成氢气，铁将铁离子还原，溶液颜色慢慢变浅，涉及的离子方程式有Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+=3Fe2+，反应后，可以用KSCN溶液检验说明Fe3+是否已经完全反应，故答案为Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；KSCN；
(3)根据图象，c(Fe3+)在1.60mol/L左右时，反应速率更快，Fe3+的还原率更高，因此选择稀释后c(Fe3+)为1.60mol/L左右，故答案为c(Fe3+)在1.60mol/L左右时，反应速率更快，Fe3+的还原率更高；
(4)根据表格数据可知，选择NH4F作沉钙剂，滤液B中钙的含量最低，因此滤渣C的主要成分有氢氧化铝和CaF2，故答案为CaF2、Al(OH)3；
(5)在过程Ⅳ中，反应温度需要控制在35℃以下，不宜过高，因为温度过高，(NH4)2CO3易分解，故答案为温度过高，(NH4)2CO3易分解；
(6)在过程Ⅴ中，碳酸亚铁被空气中的氧气氧化，反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2↑，故答案为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2↑。
19． 物理 D I B F 过滤 萃取、分液 四氯化碳 上 容器下口 蒸馏
【分析】Ⅰ．（1）海水经过晒盐，可得到食盐；
（2）除杂的原则：不增：不增加新的杂质；不减：不减少被提纯物质；易分离：杂质与被提纯物质容易分离，根据不同离子的特性，选择合适的试剂和顺序，注意所加试剂必须过量；
Ⅱ．（1）分离固体和液体用过滤，利用溶解性的差异来分析；碘离子转化为碘的有机溶液，需要用到分液；
（2）常用的萃取剂为四氯化碳，其密度比水大，萃取后再进行蒸馏提取碘单质。
【详解】Ⅰ. 把海水经太阳暴晒，蒸发水分后即得食盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，该方法属于物理变化，故答案为物理；
（2）NaOH与MgCl2反应，除去Mg2+，过量后可以用盐酸除去；BaCl2与Na2SO4反应，除去SO42 ，过量后可用Na2CO3溶液除去；Na2CO3与BaCl2、CaCl2反应，除去Ca2+、Ba2+；盐酸与NaOH溶液、Na2CO3反应，除去过量的OH 、CO32 ，最后经过滤除去沉淀，然后蒸发，过量的HCl随水分蒸发掉，得到纯净的食盐，顺序为D→E→I→C→B→F→A，
故答案为D；I；B；F；
Ⅱ.:（1） ①分离含碘离子的溶液和残渣，其操作名称为过滤；碘单质易溶于有机溶剂，将碘水中的碘单质萃取到有机溶剂中，因此该操作步骤为萃取、分液，
故答案为过滤；萃取、分液；
（2）操作③中可以选择的有机试剂为四氯化碳，因四氯化碳的密度比水大，故水层在上层，含碘溶液应从容器下口获得，最后经过蒸馏操作获取碘单质，故答案为四氯化碳；上；容器下口；蒸馏。
20． Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O等 0.01mol 10.2g 3
【分析】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。
【详解】(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。
21． 2：1 13.44L
【分析】（1）、铝和氢氧化钠溶液反应生成n(H2)＝＝0.9mol，根据氢气和氢氧化钠之间的关系式知，生成0.9mol氢气需要n(NaOH)＝0.6mol＜2.0mol/L×0.8L＝1.6mol，说明铝完全反应，根据氢气和铝的关系式计算铝的物质的量；根据电荷守恒计算n(Fe 2+)，求氧化铁的物质的量；
（2）、根据电荷守恒计算n(Fe 2+)，根据氧化铁和铝之间的关系式计算发生铝热反应后固体中的单质，再结合单质的物质的量计算生成氢气体积。
【详解】（1）、铝和氢氧化钠溶液反应生成n(H2)＝＝0.9mol，根据氢气和氢氧化钠之间的关系式知，生成0.9mol氢气需要n（NaOH）＝0.6mol＜2.0mol/L×0.8L＝1.6mol，说明铝完全反应，设铝的质量为x，
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
54g 3mol
x 0.9mol
54g：3mol＝x：0.9mol
x＝＝16.2g
n(Al)＝＝0.6mol，
所以铝热剂中铝的物质的量为0.6mol；
根据电荷守恒得n(H+)+2n(Fe2+)+3n(Al3+)＝n(Cl﹣)，
1mol×2L+2×n(Fe2+)+3×0.6mol＝2.5mol/L×2L
n(Fe2+)＝＝0.6mol，
根据铁原子守恒得n(Fe2O3)＝n(Fe2+)＝0.3mol，所以氧化铁物质的量为0.3mol
所以两者的物质的量之比为0.6mol：0.3mol＝2：1，故答案为：2：1；
（2）、2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，根据铝热反应方程式知，0.3mol氧化铁完全反应需要n（Al）＝0.6mol，所以两者恰好完全反应，根据铁原子守恒得n(Fe)＝n(Fe2+)＝0.6mol，根据转移电子守恒得生成氢气体积＝0.6mol×22.4L/mol＝13.44L，故答案为：13.44L。
【点睛】本题考查了根据方程式进行计算，（1）中要进行过量计算，然后根据氢气的体积计算铝的质量，注意铝热剂中铝的质量为①中铝质量的2倍，为易错点；（2）中要根据电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒进行解答，注意守恒思想的正确运用。