专题9金属与人类文明单元测试卷 高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册（含解析）

专题9《金属与人类文明》单元测试卷
一、单选题
1．下列关于金属冶炼的说法中正确的是
A．电解法获得镁时，可在CO2或N2中降温冷却
B．热还原法常用的还原剂有CO、H2、C、Al等
C．金属Na、Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得
D．人类历史上金属被发现的顺序与金属的活泼性无关
2．合金在生产及科研中具有广泛的应用。下列物质属于合金的是
A．水银 B．石墨 C．玻璃 D．不锈钢
3．下列有关实验的说法正确的是
A．做蒸馏实验时，如果加热后发现忘记加沸石，应停止加热，冷却后补加
B．氨气可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C．用稀硝酸除去Cu中混有的CuO
D．向某溶液中滴加氯水后再滴加KSCN溶液，溶液变红说明原溶液一定含有Fe2+
4．部分氧化的Fe—Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如图处理：
下列说法不正确的是
A．滤液A中的阳离子为Fe2+、Cu2+、H+ B．样品中Fe元素的质量为2.24g
C．参与反应的n(H2SO4)=0.04mol D．V＜896
5．选择合适试剂完成甲、乙两组实验，
甲组：检验含的溶液中是否含有：
乙组：检验含的溶液中是否含有。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是
试剂 选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 氯水
D 稀氯水 酸性溶液
A．A B．B C．C D．D
6．下列实验现象或结论叙述不正确的是
选项 实验操作 实验现象或结论
A 把一小块钠迅速投入到热坩埚中，继续加热坩埚片刻 钠受热后熔成小球，剧烈燃烧，火焰呈黄色，产物为淡黄色固体
B 待测溶液中加入淀粉溶液，无明显变化，再加入少量新制氯水 溶液变蓝，待测溶液中含有
C 向可能含的溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液褪色，说明溶液中含有
D 取适量固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测 试管内温度升高，结块变为晶体，伴有放热现象
A．A B．B C．C D．D
7．下列操作的颜色变化与向品红溶液中加入的颜色变化的原理相同的是
A．向溶液中滴加KSCN溶液
B．将甲烷燃烧后的混合气体通过盛有无水的硬质玻璃管
C．将木炭放置于盛有的容器中
D．向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯
8．下列各组溶液，不另加其他试剂就可以将它们分别开的是
A．NaCl、HCl、NaAlO2、KNO3 B．Na2SO4、KNO3、Ba(OH)2、MgCl2
C．FeCl3、NaOH、AlCl3、HNO3 D．AgNO3、NaCl、Na2SO4、Na2CO3
9．人类历史上使用最早的金属是
A．铜 B．铝 C．钛 D．铁
10．高效净水剂聚合氯化铝铁()的组成可表示为，该物质广泛应用于日常生活用水和工业废水的净化处理。某工厂欲以工业废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料、采用如下流程来制取：
下列判断错误的是
A．因在水中生成氢氧化铝和氢氧化铁而能净水
B．往甲溶液中滴入溶液后溶液一定呈血红色
C．试剂具有氧化性
D．乙溶液一定不呈强碱性
11．下列化学实验事实及其解释都正确的是
A．过量的铜屑与稀硝酸作用，反应停止后，再加入1 mol/L稀硫酸，铜屑又逐渐溶解是因为铜可直接与1 mol/L稀硫酸反应
B．工业上用电解熔融氯化铝的方法制备金属铝是因为氯化铝的熔点低
C．铁钉放在浓硝酸中浸泡后，再用蒸馏水冲洗，然后放入CuSO4溶液中不反应，说明铁钉表面形成了一层致密稳定的氧化膜
D．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
12．下列关于合金的说法中，正确的是
A．常见的一些合金的硬度比其成分金属的大，是因为合金中原子的排列比纯金属中更规整
B．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
C．合金的熔点一定比各成分金属的低
D．在我国使用最早的合金是生铁
13．欲证明某稀溶液中含有Fe2+而无Fe3+，必要的实验操作及最佳顺序为
①滴加少量氯水②滴加足量碘水③滴加少量硫氰化钾溶液
A．①→③ B．③→② C．③→① D．①→②→③
14．下列关于铁及其化合物的说法正确的是
A．红热的铁能与水蒸气反应，生成和
B．在空气中充分灼烧得到FeO
C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速转化成红棕色粉末
D．过量铁与氯气或者稀盐酸反应均可制得
15．化学推动着社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是
A．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B．漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂，又可作游泳池的消毒剂
C．由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压，含碳量比钢低
D．利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
二、填空题
16．按要求完成填空：
(1)除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入___________，反应的离子方程式为___________；
(2)除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，可加入___________，反应的离子方程式为___________；
(3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，请写出有关反应的化学方程式___________，检验反应后的溶液中存在Fe3＋的试剂是___________。
17．写出“焙烧”过程中与反应转化为的化学方程式：_______。
18．写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
(1)和过量稀的反应___________；
(2)高温下和水蒸气的反应___________；
(3)铝与氧化铁的铝热反应___________；
(4)用赤铁矿冶炼铁的原理___________；
(5)长时间露置于空气中___________；
(6)和稀的反应___________；
(7)和的反应___________；
(8)溶液和少量的反应___________；
(9)溶液和等物质的量的反应___________；
(10)溶液和过量的反应___________。
三、计算题
19．60.8g铁和氧化铁的混合物恰好能完全溶解在500mL 2mol/L稀硫酸中，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，无明显现象。试求：
(1)混合物中铁元素的质量分数是多少？(计算结果保留一位小数) ________
(2)反应过程中是否有氢气产生？若有，计算在标准状况下的体积是多少L，若无，通过计算说明理由。________
20．由铜和三氧化二铁组成的混合粉末共，加入到浓度为的硫酸中，使之充分反应。
(1)若硫酸溶液过量，且测得反应后溶液中和的物质的量相等，则原混合物中铜的质量为___________g；
(2)若固体混合物恰好能全部溶解在硫酸中，且消耗的硫酸体积为，求V的最小值，并简要写出推理及计算过程。___________
四、实验题
21．已知三氯化铁的熔点为 306 ℃，沸点为 315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验：
(1)装置的连接顺序为_______。
(2)饱和食盐水的作用是_______。
(3)反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：
①淡黄色溶液中加入试剂 X 生成淡红色溶液的离子反应方程式为_______。
②淡红色溶液中加入过量 H2O2后溶液红色加深的原因是_______。
(4)已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为 O2，该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份，第一份滴加 FeCl3溶液无明显变化；第二份滴加试剂 X，溶液出现红色；第三份滴加稀盐酸和 BaCl2溶液，产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl3溶液滴加 2 滴试剂 X，溶液变红，再通入 O2，无明显变化。
实验①说明_______；得出结论：溶液褪色的原因是_______。
22．用教材中的实验装置进行铝热反应实验时，存在纸漏斗易燃烧、火星四射等问题，某校化学兴趣小组同学为了解决这些问题将实验装置做了如图改进(如图A所示)。取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，原因是_______。
(2)该铝热反应的化学方程式为_______。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B所示装置，滴入足量溶液充分反应，测量生成气体的体积以求得样品中残留铝的质量分数。
试回答下列问题：
①量气管在读数时必须进行的步骤是_______。
②取样品进行上述实验，共收集到(标准状况下)气体，则“铁块”中铝的质量分数为_______。
③图B装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，则测得的“铁块”中铝的质量分数将会_______(填“偏大”或“偏小”)。
参考答案：
1．B
【详解】A．加热时Mg能与CO2、N2反应生成MgO、Mg3N2，则电解法获得镁时，不能在CO2或N2中降温冷却，可在H2流中冷却，故A错误；
B．C、H2、CO、Al是等具有还原性，能将金属从其氧化物中还原出来，是热还原法炼金中常用的还原剂，故B正确；
C．金属Na、Mg均能通过电解熔融氯化物的方法获得，但熔融的氯化铝不能导电，不能用于电解法制备铝，工业上常用电解熔融氧化铝法制备金属铝，故C错误；
D．金属的活泼性越强，越容易发生反应生成离子，金属离子得电子能力也越弱，越活泼的金属越难冶炼，所以被发现的也越晚，故D错误；
故选B。
2．D
【详解】A．水银为金属汞单质，不属于合金，故A错误；
B．石墨为碳单质，不属于合金，故B错误；
C．玻璃为硅酸盐，不属于合金，故C错误；
D．不锈钢中含有铁、铬、碳，属于合金，故D正确；
故答案选D。
3．A
【详解】A．蒸馏时加沸石防止暴沸，温度高加沸石易导致液滴飞溅，则加热后发现忘记加沸石，应停止加热，冷却后补加，故A正确；
B．氨气溶于水呈碱性，所以氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，故B错误；
C．Cu、CuO均与硝酸反应，不能用稀硝酸除杂，应选盐酸或稀硫酸，故C错误；
D．滴加氯水后可氧化亚铁离子，干扰检验，应先加KSCN溶液无现象，再加氯水变血红色，检验原溶液含有Fe2+，故D错误；
故答案为A。
4．A
【分析】样品加入稀硫酸后，Fe2O3、CuO首先与硫酸反应，生成的Fe3+、Cu2+都被Fe还原为Fe2+和Cu，最后Fe与稀硫酸反应。
【详解】A．由分析可知，由于Fe与氧化性最弱的H+发生反应生成氢气，所以溶液中的Cu2+全部被Fe还原，滤液A中不存在Cu2+，A不正确；
B．样品中Fe元素全部转化为Fe2O3，其质量为3.2g，则Fe元素的质量为=2.24g，B正确；
C．加入硫酸后，铁元素全部转化为FeSO4，则参与反应的n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.04mol，C正确；
D．n(FeSO4)=0.04mol，若全部来自Fe与硫酸的反应，则生成H2最多为0.04mol，标况下体积为V＜896mL，D正确；
故选A。
5．B
【详解】甲组：检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，Fe2+具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3+不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2+可以选用高锰酸钾溶液；
乙组：检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+，Fe3+遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2+不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe2+，可以选用KSCN溶液；
故答案选B。
6．C
【详解】A．钠的熔点低，受热后熔成小球，剧烈燃烧，火焰呈黄色，产物为淡黄色固体Na2O2，选项A正确；
B．碘单质遇淀粉变蓝，待测溶液中加入淀粉溶液，无明显变化，再加入少量新制氯水，变蓝，说明氯气氧化碘离子生成碘单质，说明待测溶液中含有，选项B正确；
C．向可能含的溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，不能说明溶液中含有，也可能是氯离子将高锰酸钾还原而褪色，选项C不正确；
D．取适量固体于试管中，滴入少量水并用温度计检测，试管内温度升高，结块变为晶体，伴有放热现象，选项D正确；
答案选C。
7．D
【详解】向品红溶液中加入的颜色变化的原理是由于Na2O2具有强氧化性，氧化作用使品红溶液褪色，据此分析解题：
A．向溶液中滴加KSCN溶液由于反应Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3使溶液变为血红色，未发生氧化还原反应，A不合题意；
B．将甲烷燃烧后的混合气体通过盛有无水的硬质玻璃管，是由于燃烧生成的水，发生反应CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O，变为蓝色，未发生氧化还原反应，B不合题意；
C．将木炭放置于盛有的容器中是由于木炭的吸附作用，是容器颜色变浅甚至无色，未发生化学变化，C不合题意；
D．向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯，是由于酸性高锰酸钾强氧化性，氧化了乙烯，发生了氧化还原反应，D符合题意；
故答案为：D。
8．C
【详解】A．HCl和NaAlO2互相滴加可检验，但不能检验NaCl和KNO3，应再加入其它物质检验，故A不符合题意；
B．Ba(OH)2与Na2SO4、MgCl2都生成白色沉淀，不能鉴别，故B不符合题意；
C．FeCl3为黄色，FeCl3与NaOH反应生成红褐色沉淀，可鉴别出NaOH，NaOH与AlCl3反应生成白色沉淀，以此可区别几种物质，故C符合题意；
D．AgNO3分别与NaCl、Na2SO4、Na2CO3反应均生成白色沉淀，不能区别NaCl、Na2SO4、Na2CO3，故D不符合题意；
答案为C。
9．A
【解析】金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大，金属活动性较弱时，比较难形成化合物，常以单质形式存在，比较容易被利用，金属的活动性越强，就越难把它制成单质，所以在科技不发达的时候，难以被利用；另外，金属能否被广泛应用，还与它们在地壳中的含量有关，含量越大，越容易被发现。
【详解】由于铜的活动性比较弱，以单质形式存在的比较多，在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜。铁比铜活泼，到春秋时期才发现使用，铝的活动性比铁还强，难以炼制铝的单质，所以到近代才被大量应用，钛，难于提炼，在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。
故选A。
10．B
【详解】A．在水中可生成具有吸附性的氢氧化铝和氢氧化铁，可用于净水，A不符合题意；
B．由于、以及的物质的量的关系无法确定，故不能确定甲溶液中元素的存在形式，即不能确定溶液中是否存在，则加入溶液后溶液不一定呈血红色，B符合题意；
C．因中为价，故试剂X应为氧化剂，将氧化成，C不符合题意；
D．若乙溶液呈强碱性，因氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，则不可能生成，故意溶液不一定呈强碱性，D不符合题意。
故选：B。
11．C
【详解】A．过量的铜屑与稀硝酸作用，反应停止后，再加入1mol/L稀硫酸，溶液中的硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性能继续溶解铜，铜屑又逐渐溶解，不是因为铜可直接与1mol/L稀硫酸反应，故A错误；
B．氯化铝是分子晶体，熔融状态下不导电，所以工业上采用电解熔融氧化铝的方法治炼铝，故B错误；
C．铁在常温下在浓硝酸中发生钝化，表面形成致密氧化物薄膜，因此铁钉放在浓硝酸中浸泡后，再用蒸馏水冲洗，然后放入CuSO4溶液中不反应，故C正确；
D．向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化，搅拌后，氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，得不到白色沉淀，故D错误；
故选C。
12．B
【详解】A．纯金属中原子的排列比合金中规整，合金硬度大与原子排列无关，合金中含有多种元素，例如钢是碳、镍、铬等元素溶解在铁中形成，这些元素与铁形成固溶体，对基体有强化作用导致合金硬度变大，A错误；
B．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料，这类金属材料属于储氢合金，B正确；
C．合金的熔点一般比各成分金属的低，但是汞与其它金属形成合金，熔点大于汞的熔点，C错误；
D．在我国使用最早的合金是铜合金，D错误；
故选B。
13．C
【详解】Fe3+遇硫氰化钾溶液会变红色，欲证明某稀溶液中含有Fe2+而无Fe3+，可先滴加少量硫氰化钾溶液，同时，Fe2+易被氧化为Fe3+，氧化剂可以为：氯水，而碘水不能氧化Fe2+，故最佳顺序为③→①，答案选C。
14．A
【详解】A．铁与水蒸气在高温下生成Fe3O4和H2，故A正确；
B．氢氧化亚铁具有还原性，在空气中灼烧氧气将+2价Fe氧化+3价Fe，最终不能得到FeO，故B错误；
C．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气里加热，最终被氧化成黑色的Fe3O4，故C错误；
D．铁无论过量还是不足，与氯气在加热条件下反应，均生成FeCl3，故D错误；
答案为A。
15．C
【详解】A．过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气，过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故A正确；
B．漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能使蛋白质变性而杀菌消毒；同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂，故B正确；
C．生铁中的含碳量为2%~4.3%，钢中的含碳量为0.03%~2%，生铁含碳量高，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，故C错误；
D．放射性同位素可以用于透视和放疗，因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病，故D正确；
答案选C。
16．(1) 足量铁粉 Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋
(2) 氯水 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-
(3) Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2 KSCN溶液
【解析】（1）
FeCl3和Fe反应生成FeCl2，除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入Fe粉，反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；
（2）
氯气能把FeCl2氧化为FeCl3，除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，可加入氯水，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl-；
（3）
电子工业用30%的FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，FeCl3和铜反应生成FeCl2和CuCl2，反应的化学方程式为Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2；Fe3＋遇KSCN溶液变红，检验反应后的溶液中存在Fe3＋的试剂是KSCN溶液。
17．
【详解】与反应转化为，根据质量守恒可知，还生成氨气和水，反应为。
18．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
【详解】（1）和过量稀的反应，具有氧化性，氧化Fe为Fe3+，同时生成NO，是离子反应，离子方程式为；故答案为。
（2）高温下和水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气，不是离子反应，化学方程式为；故答案为。
（3）铝与氧化铁发生铝热反应，生成Fe和Al2O3，不是离子反应，化学方程式为，故答案为。
（4）赤铁矿为，冶炼铁的原理为CO还原，不是离子反应，化学方程式为，故答案为。
（5）长时间露置于空气中，被空气中氧气氧化生成，不是离子反应，化学方程式为，故答案为。
（6）和稀的反应，具有氧化性，发生氧化还原反应，生成NO，是离子反应，离子方程式为，故答案为。
（7）和的反应，具有氧化性，具有还原性，发生氧化还原反应，生成Fe2+和I2，是离子反应，离子反应为，故答案为。
（8）还原性：Br-＜Fe2+，溶液和少量的反应，只氧化Fe2+，是离子反应，离子反应为，故答案为。
（9）还原性：Br-＜Fe2+，溶液和等物质的量的反应，先氧化Fe2+，再部分氧化Br-，是离子反应，离子反应为，故答案为。
（10）溶液和过量的反应，Br-和Fe2+均被完全氧化，是离子反应，离子反应为，故答案为 。
19．(1)92.1%
(2)15.6L
【解析】(1)
混合物的总质量m总=60.8g， n(H2SO4)=0.5L2mol/L=1mol，由于产物最终为FeSO4，故n(Fe2+)=n()=n(H2SO4) =1mol，即最终溶质中n(Fe2+)=1mol，故混合物中m(Fe2+)=1mol56g/mol=56g，，故质量分数：；
(2)
m(O)= m总- m(Fe)= 60.8g-56g=4.8g，故n(O)==0.3mol，故n(Fe2O3)= n(O)=0.1mol，故m(Fe2O3)=0.1mol160g/mol=16g，故混合物中，Fe单质的物质的量n=，H2SO4先和Fe2O3反应3H2SO4+ Fe2O3= Fe2(SO4)3+3H2O，消耗H2SO4的物质的量n1(H2SO4)=3n(Fe2O3)=0.3mol，故还剩0.7mol H2SO4，H2SO4+ Fe= FeSO4+H2↑，故n(H2)= n2(H2SO4)=0.7mol，故有H2生成，在标准状况下体积为0.7mol22.4L/mol=15.6L。
20． 3.2 257.1mL
【分析】Cu和Fe2O3的混合物中加入稀硫酸后先发生反应Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，生成的铁离子再与铜发生反应2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+。若硫酸过量，Fe2O3完全溶解，反应后 Fe3+和 Fe2+物质的量相等，铜完全溶解，结合2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+分析解答；若固体和硫酸都恰好完全反应，硫酸只消耗在与氧化铁的反应中，在总质量恒定的情况下，氧化铁的质量越大，硫酸的消耗量就越大；铜的质量越大，氧化铁的质量越小，硫酸的消耗量就越小。所以当铜恰好能把 Fe3+全部转化为 Fe2+时，氧化铁的质量最小，即所消耗的 硫酸的量最小，据此分析解答。
【详解】(1) 硫酸过量，Fe2O3完全溶解，反应后 Fe3+和 Fe2+物质的量相等，铜完全溶解。设混合物中Cu与Fe2O3的物质的量分别为 xmol 和 ymol；反应后 Fe3+和 Fe2+物质的量相等，则各为ymol，由2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+可得出：2x=y。则有①64g/mol×xmol+160g/mol×ymol＝19.2g，②2x＝y，联立①②解得：x=0.05，y=0.1，所以混合物中铜的质量为 0.05mol×64g/mol=3.2 g，故答案为：3.2；
(2)由题意可知，固体和硫酸都恰好完全反应，硫酸只消耗在与氧化铁的反应中，在总质量恒定的情况下，氧化铁的质量越大，硫酸的消耗量就越大；铜的质量越大，氧化铁的质量越小，硫酸的消耗量就越小。所以当铜恰好能把 Fe3+全部转化为 Fe2+时，氧化铁的质量最小，即所消耗的 硫酸的量最少；根据2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+有①x＝y，根据固体质量有②64g/mol×xmol+160g/mol×ymol＝19.2g，联立①②解得 ：x＝y=，此时消耗的硫酸最少 V==0.2571L=257.1mL，故答案为：257.1 mL。
21．(1)a、g、h、d、e、b、c、f
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3) Fe3＋＋3SCN-=Fe(SCN)3 双氧水将Fe2＋氧化成Fe3＋
(4) SCN-发生了反应而不是Fe3＋发生反应 H2O2将SCN-氧化成SO
【分析】浓盐酸与MnO2反应制备Cl2，由于盐酸易挥发，生成的氯气中还有氯化氢，所以利用饱和食盐水除去氯气中的,氯化氢。又因为三氯化铁的熔点为306 ℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解，所以再遇铁反应之前还需要干燥，且还需要防止空气中的水蒸气进入，同时还需要尾气处理；铁离子的检验试剂为硫氰化钾溶液，溶液显红色；过氧化氢、氧气等具有氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子，据此分析解答；
【详解】（1）浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂，碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水，吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺a→g→h→d→e→b→c→f。
（2）饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，可知饱和食盐水的作用是除去氯气中的氯化氢气体。
（3）①淡黄色溶液中还有铁离子，加入X后显淡红色，这说明X是KSCN溶液，反应的离子方程式为 ；
②反应中铁过量遇氯化铁反应生成氯化亚铁，即溶液中还有氯化亚铁，加入双氧水可以把亚铁离子氧化为铁离子，因此红色加深，所以淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是双氧水将Fe2+氧化成Fe3+，从而增大Fe3+浓度， Fe3+、SCN-反应生Fe(SCN)3 ，从而增大络合物浓度。
（4）取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl3溶液无明显变化，说明溶液中不存在KSCN溶液；第二份滴加试剂X，溶液出现红色，这说明溶液中存在铁离子；第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀，这说明溶液中有硫酸根，所以根据实验①可知SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应，另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X ，溶液变红，再通入O2，无明显变化，这说明红色褪去不是氧气氧化导致的，即实验②的目的是排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能；综合以上分析可知溶液褪色的原因是H2O2将SCN-氧化成SO。
22． 蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热 冷却至常温和调节量气管使左右液面相平 偏大
【详解】(1)浓硫酸能使蔗糖脱水并放出大量的热，可作引火剂；
(2)还原生成和，化学方程式为；
(3)①因为气体的体积受温度和压强影响，所以量气管在读数时必须进行的步骤是：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平；
②根据与溶液反应的化学方程式：可知，，则“铁块”中铝的质量分数为；
③如果装置没有橡胶管，随着分液漏斗中液体流下，试管中压强增大，会导致排入量气管中的液体增多，造成气体读数偏大，即“铁块”中铝的质量分数偏大。