第三章 铁 金属材料 测试题 （含解析）2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册
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| 名称 | 第三章 铁 金属材料 测试题 （含解析）2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 319.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-25 15:51:21 | ||
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文档简介
第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列各反应中，符合如图所示能量变化的是（ ）
A．HCl和NaOH的反应
B．Al和盐酸的反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl的反应
2．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是
A．硝酸银溶液 B．硫酸铜溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铁溶液
3．已知标况下氯气和氢气的混合气体共22．4L，经过点燃充分反应之后，将反应后的混合气体通入氢氧化钠溶液中，反应完全后，共消耗氢氧化钠1．5mol,求原混合气体中氯气和氢气的体积比
A．2:1 B．1:1 C．1:2 D．3:1
4．下列实验操作所对应的实验现象或者结论正确的是
选项 实验操作 实验现象或者结论
A 向CaCl2溶液中通CO2至过量 先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解
B 将水蒸气通过灼热的铁粉 黑色粉末变为红棕色
C 向硫酸铜溶液中加入钠 析出红色金属
D 向质量为m1的硫酸铁溶液中加入少量镁粉，溶液质量变为m2 m2>m1
A．A B．B C．C D．D
5．下列各组中的两种物质作用时，反应条件或反应物用量的改变对生成物没有影响的是
A．碳酸钠溶液与盐酸 B．氢氧化钠溶液与二氧化碳
C．钠与氧气 D．Fe和氯气
6．下列实验或图表的结论或解释正确的是
实验或图表 结论或解释
A 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔表面生成的氧化物具有高熔点
B 某CH3COOH和CH3COONa组成的酸性溶液中，加入一定量氨水 c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和
C 该反应热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566 kJ/mol
D 铁制容器可用于盛装冷的浓硫酸 铁与浓硫酸不反应
A．A B．B C．C D．D
7．能与Fe3+反应，且能证明Fe3+具有氧化性的是
A．Cu B．SCN- C．OH- D．Cl-
8．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是
A．稀硫酸 B．浓硫酸 C．Al(NO3)3 D．Fe2(SO4)3
9．把5.1克某合金的粉末放入过量盐酸中，得到5.6L(标况)氢气，则该合金的组成为
A．钠和钾 B．钙和镁 C．铝和镁 D．钠和铁
10．关于一些重要的化学概念及实验有下列说法：
①AgCl是一种难溶于水的电解质；
②Na2O与Na2O2都能和水反应生成NaOH，所以它们都是碱性氧化物；
③混用不同品牌的墨水书写时，钢笔的笔尖容易发生堵塞与胶体丁达尔效应有关；
④存放FeCl2溶液的试剂瓶内加少量铁屑防氧化；
⑤侯氏制碱法利用了物质溶解度的差异
其中正确的是
A．①②⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．①③④
11．由硫铁矿烧渣(主要成分是、和)得到绿矾()，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：(已知：和铁黄均难溶于水)
烧渣溶液绿矾铁黄
下列说法正确的是
A．酸溶时可用稀硝酸溶解烧渣
B．步骤②中的氧化剂为
C．步骤③是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D．步骤④反应方程式为
12．下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中，所用试剂或操作不正确的是
A．Cl2(HCl)：将气体通过装有饱和食盐水的洗气瓶
B．Fe2O3(Al2O3)：加入 NaOH 溶液，过滤
C．CO2(HCl)：将气体通过装有饱和 Na2CO3 溶液的洗气瓶
D．FeCl2溶液(FeCl3)：加入过量铁粉，过滤
二、非选择题（共10题）
13．在地壳中含量最多的金属元素是___________，该金属广泛使用较迟的主要原因是___________，它在常温下却具有很强的抗腐蚀能力，原因是___________；
14．(I)有如下物质：①铁丝 ②NaOH溶液 ③NaHSO4 固体 ④CO2 ⑤酒精 ⑥蒸馏水 ⑦CCl4 ⑧熔融的KNO3 ⑨Na2CO3溶液 ⑩NaHCO3溶液
(1)以上物质中，属于电解质的是___________(填序号，下同)，除⑥外，能导电的是___________；
(2)分离⑥与⑦的混合液所用的方法是___________，用到的主要玻璃仪器是___________；
(3)将②与③混合，反应的离子方程式为___________；
(4)物质③溶于水的电离方程式为___________，检验该溶液中阴离子的方法：___________。
(II)国际化学年的中国宣传口号是“化学——我们的生活，我们的未来”。学习化学应该明白“从生活中来，到生活中去”的道理。请填空：
(5)NaHCO3的俗名小苏打，可用于治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多，其原理是___________(用离子方程式表示)；
(6)热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能较好的清除，其原理是___________(用离子方程式表示)；
(7)防毒面具中常用Na2O2作为供氧剂，主要反应原理是___________(用化学方程式表示)；
(8)铁锅可以烧水，说明铁与水难反应，但在高温条件下铁粉与水蒸气能发生反应，二者反应的化学方程式为___________。
15．(1)实验室常用不含的溶液与NaOH溶液反应制备。
①用晶体配制上述溶液时还需加入_______来防止被氧化，配制时所的蒸馏水常采用_______的方法除去溶解的，检验所配溶液中不含有的最佳试剂是_______。
②露置在空气中容易被氧化，试写出该反应的化学方程式_______；为防止被氧化，实验时可在溶液中加入适量的_______(选填“煤油”或“四氯化碳”)来隔绝空气。
(2)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当的物质的量与的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为_______时，沉淀量最多：_______时，全部溶解。
(3)称取一定质量的纯碱溶于水中，与适量的盐酸作用，若纯碱中混有，盐酸用量将_______，气体产量将_______。(填“增加”、“减少”或“不变”)
(4)分别取一定质量的钠、铁、铝与足量的盐酸反应，若产生相同体积(同温、同压)的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是_______。
16．现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验（计算浓度时假定溶液体积没有变化）：
①向其中一份固体中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的c（OH-）＝1mol/L；
②向另一份固体中加入140mL 4．0 mol/L的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且c（H+）=1mol/L。
（1）写出该铝热反应的化学方程式：_______________________________
写出实验①发生的离子方程式：_________________________________。
（2）这包铝热剂中铝粉的质量为___________________________。
（3）这包铝热剂中氧化铁粉末的质量为__________________________________。
17．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某班同学用如下实验探究其性质。回答下列问题：
(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，配制成FeSO4溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是_____。
(2)甲组同学取2 mLFeSO4溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeSO4溶液与氯水反应的离子方程式为______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mLFeSO4溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_________。
(4)丙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeSO4溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________
(5)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是______。
②将下列实验操作步骤正确排序_____（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2 e．称量A f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=_________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x_______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
18．某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳，他们不禁产生了疑问：
一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗 于是他们进行了以下探究：
【查阅资料】
资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能；
资料二：四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化铁和铁粉中的一种或几种。
【进行实验】兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的HCl中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象
(1)【实验结论】
①甲实验现象说明黑色物质中没有___，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有___。
生成的黑色物质应为四氧化三铁。
②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式___。
(2)【拓展探究】
同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。
【生产流程】
【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：氢氧化亚铁受氧气氧化反应原理为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三：获得四氧化三铁的反应原理为：Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
①溶解时，用50℃至80℃的热水目的是___。
②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式____。
③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是___。
④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为___。
⑤副产品P是硫酸钠，由溶液Ｎ获得该副产品的操作顺序是b→____→____→d。
a.过滤 b.加热浓缩
c.冷却结晶 d.晶体加热至完全失去结晶水
19．（1）5.3g Na2CO3的物质的量为____________，将其配成500mL溶液，所得溶液中Na2CO3的物质的量浓度为____________。取出该溶液10mL，在取出的溶液中通入HCl气体到不再产生气泡为止，共消耗____________mL HCl气体（标准状况）。
（2）V mL Al2(SO4)3溶液中，含有Al 3+m g，则溶液中SO42－的物质的量浓度为_______。（用含有m、V的式子表示）
20．(1)在一密闭容器中盛有aLCl2和H2的混合气体，用电火花引燃后，恢复到原来状态，发现气体仍为aL．用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余。由以上条件，推知原混合气体中Cl2和H2物质的量之比一定是_____。
A．Cl2：H2=1 B．Cl2：H2<1 C．Cl2：H2≥1 D．Cl2：H2≤1
(2)氢气在氯气中充分燃烧，若两者的体积比为1：2，所得混合物用200mL 3.00mol/L的NaOH溶液(密度为1.12g/mL)恰好完全吸收。
①求原NaOH溶液的质量分数_______________。（结果用小数表示，保留3位小数）
②求所得溶液中Cl﹣与ClO﹣的物质的量之和__________________。
③求溶液中ClO﹣的物质的量_____________。
21．现有100 g 5.3%的碳酸钠溶液和100 g 2.74%的稀盐酸：
(1)将碳酸钠溶液缓慢滴入盐酸中；
(2)将稀盐酸缓慢滴入碳酸钠溶液中。
则两种操作理论上所产生的气体体积比是多少？____________________
22．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
(1)I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_______。
(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、D所含物质的化学式
固体B_______；沉淀D_______。
(3)写出①、②反应的离子方程式：
①_______；②_______；
(4)以Fe2O3为原料，可制备FeCl2溶液，请写出有关的化学反应方程式，试剂任选。_______
参考答案：
1．D
从图象分析可知，该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，则是吸热反应；
A．氢氧化钠与盐酸反应，是中和反应，放热，不符合图象，故A错误；
B．铝与盐酸反应，产生H2，属于放热反应，不符合图象，故B错误；
C．甲烷在氧气中燃烧，为燃烧反应，属于放热反应，不符合图象，故C错误；
D．Ba(OH)2 8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应，为复分解反应，属于吸热反应，符合图象，故D正确；
答案为D。
2．D
A．铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故A错误；
B．铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故B错误；
C．铁和稀硫酸反应有氢气生成，故C错误；
D．铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，没有气体生成且溶液质量增加，所以符合题意，故D正确；
故选：D。
3．D
氢气和氢氧化钠溶液不反应，设氢气的物质的量是x mol，与氢气反应的氯气是x mol，生成氯化氢是2x mol；过量的氯气是1 mol x mol x mol，即和氢氧化钠溶液反应的氯气是1mol 2xmol，则根据反应式H2+Cl2=2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H2O、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知，2x+2 4x=1.5，解得x=0.25mol，则氯气是0.75 mol，所以混合气体中氯气和氢气的体积比3∶1。
4．D
A．盐酸的酸性比碳酸强，则CaCl2溶液与CO2不反应，无现象，故A错误；
B．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁是黑色固体，则不会出现Fe2O3红棕色粉末，故B错误；
C．由于钠的性质非常活泼，与H2O反应生成NaOH和氢气，所以钠放入硫酸铜溶液中既能产生气体又会生成Cu(OH)2蓝色沉淀，得不到红色的金属Cu，故C错误；
D．向质量为m1的硫酸铁溶液中加入少量镁粉，生成硫酸亚铁和硫酸镁，溶液质量变为m2，则m2>m1，故D正确；
故选：D。
5．D
A．碳酸钠溶液与少量盐酸生成碳酸氢钠，与过量的盐酸生成氯化钠和二氧化碳，故A不符合题意；
B．氢氧化钠溶液与少量二氧化碳生成碳酸钠，与过量的二氧化碳生成碳酸氢钠，故B不符合题意；
C．钠与氧气常温生成氧化钠，加热或燃烧生成过氧化钠，故C不符合题意；
D．Fe和氯气只生成氯化铁，故D符合题意；
故答案为D。
6．A
A．氧化铝的熔点比铝的熔点高，铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，结论解释正确，故A正确；
B．溶液呈电中性，所以c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，若溶液呈中性，即c(H+)=c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)=c(CH3COO-)；若溶液呈酸性，即c(H+)＞c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)＜c(CH3COO-)；若溶液呈碱性，即c(H+)＜c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)＞c(CH3COO-)，故B错误；
C．热化学反应方程式表示2molCO燃烧放出的热量为566kJ，图中应表示1molCO燃烧生成二氧化碳放出的热量关系，反应热应为-283kJ/mol，故C错误；
D．铁在浓硫酸反应生成一层致密的氧化物保护膜阻止内部金属与浓硫酸继续反应，而发生钝化，故D错误；
故答案为A。
7．A
A. Fe3+与Cu反应的离子方程式为：2Fe3++Cu= 2Fe2++ Cu2+，Fe元素的化合价降低，Fe3+是氧化剂，证明Fe3+具有氧化性，故A选；
B. Fe3+与SCN-反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故B不选；
C. Fe3+与OH-反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故C不选；
D. Fe3+与Cl-不反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故D不选；
答案选A。
8．D
A．铁片与稀硫酸反应会生成氢气，有气体放出，故A不符合题意；
B．铁片在浓硫酸中会钝化，表面形成氧化膜，质量会增加，故B不符合题意；
C．铁不如铝活泼，与硝酸铝不反应，故C不符合题意；
D．Fe与Fe3+反应生成Fe2+，无气体放出，且质量减轻，故D符合题意；
综上所述答案为D。
9．C
标况下5.6L氢气的物质的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，因此反应中合金失去电子的物质的量是0.25mol×2＝0.5mol，则失去1mol电子需要合金的质量是5.1g÷0.5＝10.2g。Na、K、Mg、Ca、Al、Fe与盐酸反应时失去1mol电子需要金属的质量分别是23、39、12、20、9、28，由此可知，合金中一定含铝，所以选项中正确的组合只能是铝和镁。
答案选C。
10．B
①AgCl难溶于水，但熔融状态可以导电，为电解质，①正确；
②Na2O2与水反应除了生成NaOH，还生成氧气，不是碱性氧化物，②错误；
③墨水属于胶体，不同品牌的墨水中胶粒带的电荷种类可能不同，混用后发生聚沉导致笔尖发生堵塞，与丁达尔效应无关，③错误；
④Fe2+容易被氧化为Fe3+，铁屑可以还原Fe3+生成Fe2+，存放FeCl2溶液的试剂瓶内加少量铁屑防氧化，④正确；
⑤侯氏制碱法利用了碳酸氢钠溶解度较小的性质，使其从溶液中析出，⑤正确；
综上所述正确的有①④⑤，故答案为B。
11．C
由硫铁矿烧渣得到绿矾，再通过绿矾制备铁黄可知，烧渣加入稀硫酸酸溶得到硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液，向混合溶液中加入二硫化铁将溶液中的铁离子还原为亚铁离子得到硫酸亚铁溶液，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到七水硫酸亚铁晶体，晶体与氨气、氧气反应生成铁黄。
A．由分析可知，酸溶时加入的酸是稀硫酸，加入稀硝酸会引入杂质，故A错误；
B．由分析可知，步骤②中加入的二硫化铁是还原剂，故B错误；
C．由分析可知，步骤③是硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到七水硫酸亚铁晶体，故C正确；
D．由分析可知，步骤④发生的反应为反应方程式为七水硫酸亚铁晶体，晶体与氨气、氧气反应生成铁黄，故D错误；
故选C。
12．C
A．氯气难溶于饱和食盐水，HCl会被水吸收，可以用装有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中混有的HCl，故A正确；
B．Al2O3可以和NaOH溶液反应，而Fe2O3不与NaOH反应，故B正确；
C．CO2也会和饱和碳酸钠溶液反应，不符合提纯物质的操作要求，应该用饱和碳酸氢钠溶液，故C错误；
D．过量的铁粉可以和FeCl3反应生成FeCl2，故D正确；
综上所述答案为C。
13． 铝 因为铝是一种活泼性很强的金属，难以还原 表面有一层致密的氧化物薄膜，起隔绝空气的作用
在地壳中含量最多的金属元素是铝元素，因为铝是一种活泼性很强的金属，难以还原，故不好广泛使用，因为表面有一层致密的氧化物薄膜，起隔绝空气的作用，故在常温下却具有很强的抗腐蚀能力。
14．(1) ③⑥⑧ ①②⑧⑨⑩
(2) 分液 分液漏斗
(3)OH－+H+=H2O
(4) NaHSO4=Na++H++SO 取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO
(5)HCO+ H+=H2O+CO2 ↑
(6)CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑
(7)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(8)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
【解析】(1)
①铁丝是单质，既不是电解质也不是非电解质，能导电；②NaOH溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；③NaHSO4 固体是盐，属于电解质，不导电；④CO2是非金属氧化物，属于非电解质，不导电；⑤酒精是有机物，属于非电解质，不导电；⑥蒸馏水是电解质；⑦CCl4是有机物，属于非电解质，不导电；⑧熔融的KNO3是盐，属于电解质，能导电；⑨Na2CO3溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；⑩NaHCO3溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；因此属于电解质的是③⑥⑧；除⑥外，能导电的是①②⑧⑨⑩；故答案为：③⑥⑧；①②⑧⑨⑩。
(2)
蒸馏水和四氯化碳是互不相溶的液体，两者分层，四氯化碳在下层，水在上层，因此分离这两者的混合液所用的方法是分液，用到的主要玻璃仪器是分液漏斗；故答案为：分液；分液漏斗。
(3)
将氢氧化钠与硫酸氢钠混合生成硫酸钠和水，反应的离子方程式为OH－+H+=H2O；故答案为：OH－+H+=H2O。
(4)
物质硫酸氢钠溶于水电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，其电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO，检验该溶液中阴离子即硫酸根离子的方法：取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO；故答案为：NaHSO4=Na++H++SO；取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO。
(5)
NaHCO3的俗名小苏打，可用于治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多，利用碳酸氢钠和胃酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，其原理是HCO+ H+=H2O+CO2 ↑；故答案为：HCO+ H+=H2O+CO2 ↑。
(6)
热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能较好的清除，利用碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，其原理是CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑；故答案为：CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑。
(7)
防毒面具中常用Na2O2作为供氧剂，利用过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，主要反应原理是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(8)
在高温条件下铁粉与水蒸气能发生生成四氧化三铁和氢气，二者反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；故答案为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
15． 铁粉 煮沸 溶液 煤油 减少 增加
(1)①Fe2+还原性强，容易被氧气氧化成Fe3+，加入Fe粉，可将Fe3+还原为Fe2+，且不引入新杂质，故此处填铁粉；由于气体溶解度随温度升高降低，故除去水中溶解的氧气可采用煮沸方法，故此处填煮沸；检验溶液中是否含Fe3+可使用KSCN溶液，若有Fe3+，加入KSCN后溶液会变红，故此处填KSCN溶液；
②Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化为Fe(OH)3，对应方程式为：；为了防氧化，可以采用液封法隔绝空气，即加入一种与水互不相容且密度比水小的液体，如苯、汽油、煤油等，因CCl4密度比水大，故不能选用，所以此处选填煤油；
(2)由反应Al3++3OH- = Al(OH)3↓，知当n(Al3+)：n(OH-)=1：3时，此时Al3+刚好完全沉淀，沉淀量最多，故此处填1:3；根据反应Al3++3OH- = Al(OH)3↓、NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，知当n(Al3+)：n(OH-)=1：4时，生成的Al(OH)3沉淀刚好溶解，故此处填1:4；
(3)根据反应比例：Na2CO3~2HCl，知n1(HCl)=2n(Na2CO3)=2×=，同理由NaHCO3~HCl，知n2(HCl)=n(NaHCO3)=，通过对比可知，相同质量的Na2CO3与NaHCO3与盐酸完全反应时， Na2CO3消耗盐酸更多，故纯碱中混有NaHCO3时，消耗盐酸将减少；由C元素守恒知Na2CO3产生气体CO2量：n1(CO2)= n(Na2CO3)=，NaHCO3产生气体CO2量：n2(CO2)= n(NaHCO3)=，故相同质量时，NaHCO3产生CO2更多，故纯碱中混有NaHCO3时，产生CO2将增加；
(4)由题意知，三个反应产生H2等量，故三个反应转移电子相等，即n(Na)=2n(Fe)=3n(Al)，故三者物质的量之比为n(Na)：n(Fe)：n(Al)=6：3：2，质量比为m(Na)：m(Fe)：m(Al)=6×23：3×56：2×27=23：28：9。
16． 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 5.4g 9.6g
（1）铝热反应是铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；实验①铝热反应后的混合物与氢氧化钠作用，其中只有氧化铝及未反应的铝与氢氧化钠反应，发生的离子方程式有：Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；实验①中用去n(NaOH)＝100mL×(2.0mol/L－1.0mol/L)＝0.1mol，无论是Al还是Al2O3，与NaOH溶液反应后都生成NaAlO2，铝热剂中：n(Al)＝n(NaOH)×2＝0.2mol，m(Al)＝5.4g；实验②所得溶液中，根据“电荷守恒”有n(H+)＋2×n(Fe2+)＋3×n(Al3+)＝n(Cl－)，则n(Fe2+)＝＝0.06mol，铝热剂中n(Fe2O3)＝n(Fe2+)××2＝0.06mol，m(Fe2O3)＝9.6g。
17． 防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－ 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 干燥管 dabfce 偏小
(1)配制FeSO4溶液时，需在溶液中加入少量铁屑，防止Fe2+被氧化；(2)氯气具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，故反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－；(3)为防止空气中的氧气进入，隔绝空气，排除氧气对实验的影响，煤油的作用是隔绝空气；（4）过氧化氢具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为水，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；（5）①根据仪器构造可知仪器B的名称是干燥管；②由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气，为了使生成的水蒸气完全排除，应该先熄灭酒精灯，再冷却，然后关闭K1和K2，最后称量，即正确的排序是dabfce；③样品的质量是（m2－m1）g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3－m1）g，生成水的质量为（m2－m3）g，
FeSO4·xH2O FeSO4 + xH2O
152 18x
（m3－m1）g （m2－m3）g
则：，解得：；若实验时按a、d次序操作，在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，使测得生成的水偏小，生成的硫酸亚铁偏大，因此x偏小。
【点睛】以绿矾为载体考查无机物的性质实验方案的探究，通常解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。
18．(1) FeO Fe Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
(2) 在50 ℃～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率 2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4 防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁 90∶214(或45∶107) c a
（1）①实验甲中看到黑色物质全部被磁铁吸引，说明没有氧化亚铁；实验乙中加盐酸没有气体产生，以及实验丙中取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中无任何现象，都说明没有铁；
②根据实验可知黑色固体为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，反应方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。
（2）①根据图表中的信息可知，在50 ℃至80℃的热水中，硫酸亚铁的溶解度较大，利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率，故答案为：在50 ℃～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率；
②氢氧化钠和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，反应方程式为：2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；
③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是控制氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的量，防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁；
④要使四氧化三铁的产率最高，上述流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比为1∶2，最佳质量比为90∶214(或45∶107)；
⑤根据硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大，采用加热浓缩、冷却结晶的方法，再过滤，晶体加热至完全失去结晶水，得到硫酸钠。
19． 0.05mol 0.1mol/L 44.8 mol/L
（1）5.3g碳酸钠的物质的量为：=0.05mol，将0.05mol碳酸钠配成500mL溶液，所得溶液中Na2CO3的物质的量浓度为：=0.1mol/L，碳酸钠与氯化氢反应的关系式为：Na2CO3～2HCl，消耗的氯化氢的物质的量为：n（HCl）=2n（Na2CO3）=0.1mol/L×0.01L×2=0.002mol，标准状况下氯化氢的体积为：22.4L/mol×0.002mol=0.0448L=44.8mL；
（2）mg铝离子的物质的量为：=mol，根据化学式Al2(SO4)3，VmL硫酸铝溶液中含有的硫酸根离子的物质的量为：mol=mol，溶液中SO42-的物质的量浓度为：mol/L。
20． C 10.7% 0.6mol 0.15mol
(1)用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余，则氯气的体积一定大于氢气的体积，以此来解答；
(2)①根据m=ρ·V计算溶液的质量，根据m=n·M=c·V·M计算溶质的质量，再根据质量分数公式进行计算；
②氯气和氢气生成的氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，根据原子守恒计算溶液中Cl-与ClO-的物质的量之和；
③根据剩余的氯气的物质的量计算次氯酸根离子的物质的量。
(1)因Cl2+H22HCl，反应前后体积不变，用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余，氢气与碱不反应，而氯气与碱反应，则氯气的体积一定大于氢气的体积，即Cl2：H2≥1，故合理选项是C；
(2)①溶液的质量m=ρ·V=1.12g/mL×200mL=224g，溶质的质量m=n·M=c·V·M=3.00mol/L×0.2L×40g/mol=24g，所以该溶液中溶质的质量分数×100%=10.7%；
②氯气和氢气生成的氯化氢可以和氢氧化钠反应生成氯化钠，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O，2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O知，根据元素守恒可知n(Cl2)=n(NaOH)=×3.00mol/L×0.2L=0.3mol，再根据原子守恒知，所得溶液中Cl﹣与ClO﹣的物质的量之和为2 n(Cl2)=0.6mol；
③根据H2+Cl22HCl、NaOH+HCl=NaCl+H2O，2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O可知，有一半的Cl2和NaOH反应生成NaCl和NaClO，Cl2和NaOH反应中有一半的Cl2生成NaClO，所以一共有的Cl2生成NaClO，则溶液中ClO﹣的物质的量n(ClO﹣)=n(Cl2)=0.15mol。
【点睛】本题考查了物质的量的有关计算，分析出各种微粒的关系，利用原子守恒进行计算，(2)③溶液中ClO﹣的物质的量的计算是难点、易错点。
21．3:2
n(Na2CO3)==0.05mol，n(HCl)==0.075mol。
(1)将碳酸钠溶液缓慢滴入盐酸中，发生反应Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，则0.075molHCl完全反应，生成CO2的物质的量为0.0375mol；
(2)将稀盐酸缓慢滴入碳酸钠溶液中，发生反应Na2CO3+HCl＝NaCl+ NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑，0.05mol Na2CO3与0.05molHCl反应生成0.05mol NaHCO3，剩余0.025molHCl与0.025mol NaHCO3反应，生成CO2的物质的量为0.025mol；
则两种操作理论上所产生的气体体积比是0.0375mol:0.025mol=3:2。答案为：3:2。
22．(1)过滤
(2) Al2O3 Fe2O3
(3) Al2O3+2OH- =2+H2O Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3
(4)Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O、2FeCl3 +Fe=3FeCl2
由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH) 3，受热分解生成B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2与氨水的反应，则溶液E溶质为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3·H2O。
（1）I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤；
（2）由上述分析可知，B为Al2O3，D为Fe2O3；
（3）反应①为Al2O3+2OH-=2+H2O，反应②为Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3；
（4）以Fe2O3为原料，可制备FeCl2溶液，可以由Fe2O3与盐酸反应产生FeCl3，再加入铁粉使FeCl3转化为FeCl2，则相关反应方程式为：Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O、2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
一、单选题（共12题）
1．下列各反应中，符合如图所示能量变化的是（ ）
A．HCl和NaOH的反应
B．Al和盐酸的反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl的反应
2．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是
A．硝酸银溶液 B．硫酸铜溶液 C．稀硫酸 D．硫酸铁溶液
3．已知标况下氯气和氢气的混合气体共22．4L，经过点燃充分反应之后，将反应后的混合气体通入氢氧化钠溶液中，反应完全后，共消耗氢氧化钠1．5mol,求原混合气体中氯气和氢气的体积比
A．2:1 B．1:1 C．1:2 D．3:1
4．下列实验操作所对应的实验现象或者结论正确的是
选项 实验操作 实验现象或者结论
A 向CaCl2溶液中通CO2至过量 先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解
B 将水蒸气通过灼热的铁粉 黑色粉末变为红棕色
C 向硫酸铜溶液中加入钠 析出红色金属
D 向质量为m1的硫酸铁溶液中加入少量镁粉，溶液质量变为m2 m2>m1
A．A B．B C．C D．D
5．下列各组中的两种物质作用时，反应条件或反应物用量的改变对生成物没有影响的是
A．碳酸钠溶液与盐酸 B．氢氧化钠溶液与二氧化碳
C．钠与氧气 D．Fe和氯气
6．下列实验或图表的结论或解释正确的是
实验或图表 结论或解释
A 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔表面生成的氧化物具有高熔点
B 某CH3COOH和CH3COONa组成的酸性溶液中，加入一定量氨水 c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和
C 该反应热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566 kJ/mol
D 铁制容器可用于盛装冷的浓硫酸 铁与浓硫酸不反应
A．A B．B C．C D．D
7．能与Fe3+反应，且能证明Fe3+具有氧化性的是
A．Cu B．SCN- C．OH- D．Cl-
8．铁片放入下列溶液中，反应时无气体放出，取出后铁片质量减轻，则该溶液是
A．稀硫酸 B．浓硫酸 C．Al(NO3)3 D．Fe2(SO4)3
9．把5.1克某合金的粉末放入过量盐酸中，得到5.6L(标况)氢气，则该合金的组成为
A．钠和钾 B．钙和镁 C．铝和镁 D．钠和铁
10．关于一些重要的化学概念及实验有下列说法：
①AgCl是一种难溶于水的电解质；
②Na2O与Na2O2都能和水反应生成NaOH，所以它们都是碱性氧化物；
③混用不同品牌的墨水书写时，钢笔的笔尖容易发生堵塞与胶体丁达尔效应有关；
④存放FeCl2溶液的试剂瓶内加少量铁屑防氧化；
⑤侯氏制碱法利用了物质溶解度的差异
其中正确的是
A．①②⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．①③④
11．由硫铁矿烧渣(主要成分是、和)得到绿矾()，再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下：(已知：和铁黄均难溶于水)
烧渣溶液绿矾铁黄
下列说法正确的是
A．酸溶时可用稀硝酸溶解烧渣
B．步骤②中的氧化剂为
C．步骤③是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D．步骤④反应方程式为
12．下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中，所用试剂或操作不正确的是
A．Cl2(HCl)：将气体通过装有饱和食盐水的洗气瓶
B．Fe2O3(Al2O3)：加入 NaOH 溶液，过滤
C．CO2(HCl)：将气体通过装有饱和 Na2CO3 溶液的洗气瓶
D．FeCl2溶液(FeCl3)：加入过量铁粉，过滤
二、非选择题（共10题）
13．在地壳中含量最多的金属元素是___________，该金属广泛使用较迟的主要原因是___________，它在常温下却具有很强的抗腐蚀能力，原因是___________；
14．(I)有如下物质：①铁丝 ②NaOH溶液 ③NaHSO4 固体 ④CO2 ⑤酒精 ⑥蒸馏水 ⑦CCl4 ⑧熔融的KNO3 ⑨Na2CO3溶液 ⑩NaHCO3溶液
(1)以上物质中，属于电解质的是___________(填序号，下同)，除⑥外，能导电的是___________；
(2)分离⑥与⑦的混合液所用的方法是___________，用到的主要玻璃仪器是___________；
(3)将②与③混合，反应的离子方程式为___________；
(4)物质③溶于水的电离方程式为___________，检验该溶液中阴离子的方法：___________。
(II)国际化学年的中国宣传口号是“化学——我们的生活，我们的未来”。学习化学应该明白“从生活中来，到生活中去”的道理。请填空：
(5)NaHCO3的俗名小苏打，可用于治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多，其原理是___________(用离子方程式表示)；
(6)热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能较好的清除，其原理是___________(用离子方程式表示)；
(7)防毒面具中常用Na2O2作为供氧剂，主要反应原理是___________(用化学方程式表示)；
(8)铁锅可以烧水，说明铁与水难反应，但在高温条件下铁粉与水蒸气能发生反应，二者反应的化学方程式为___________。
15．(1)实验室常用不含的溶液与NaOH溶液反应制备。
①用晶体配制上述溶液时还需加入_______来防止被氧化，配制时所的蒸馏水常采用_______的方法除去溶解的，检验所配溶液中不含有的最佳试剂是_______。
②露置在空气中容易被氧化，试写出该反应的化学方程式_______；为防止被氧化，实验时可在溶液中加入适量的_______(选填“煤油”或“四氯化碳”)来隔绝空气。
(2)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当的物质的量与的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为_______时，沉淀量最多：_______时，全部溶解。
(3)称取一定质量的纯碱溶于水中，与适量的盐酸作用，若纯碱中混有，盐酸用量将_______，气体产量将_______。(填“增加”、“减少”或“不变”)
(4)分别取一定质量的钠、铁、铝与足量的盐酸反应，若产生相同体积(同温、同压)的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是_______。
16．现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验（计算浓度时假定溶液体积没有变化）：
①向其中一份固体中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的c（OH-）＝1mol/L；
②向另一份固体中加入140mL 4．0 mol/L的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且c（H+）=1mol/L。
（1）写出该铝热反应的化学方程式：_______________________________
写出实验①发生的离子方程式：_________________________________。
（2）这包铝热剂中铝粉的质量为___________________________。
（3）这包铝热剂中氧化铁粉末的质量为__________________________________。
17．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某班同学用如下实验探究其性质。回答下列问题：
(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，配制成FeSO4溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是_____。
(2)甲组同学取2 mLFeSO4溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeSO4溶液与氯水反应的离子方程式为______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mLFeSO4溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_________。
(4)丙组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeSO4溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________
(5)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是______。
②将下列实验操作步骤正确排序_____（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2 e．称量A f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=_________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x_______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
18．某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，一氧化碳与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和二氧化碳，他们不禁产生了疑问：
一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质真的是铁粉吗 于是他们进行了以下探究：
【查阅资料】
资料一：铁粉和四氧化三铁粉末能被磁铁吸引而氧化亚铁(黑色)不能；
资料二：四氧化三铁中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe2O3的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是四氧化三铁、氧化铁和铁粉中的一种或几种。
【进行实验】兴趣小组收集了一氧化碳与氧化铁反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的HCl中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入CuSO4溶液中 无任何现象
(1)【实验结论】
①甲实验现象说明黑色物质中没有___，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有___。
生成的黑色物质应为四氧化三铁。
②写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式___。
(2)【拓展探究】
同学们对四氧化三铁产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档四氧化三铁粉的工艺流程简图。
【生产流程】
【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：氢氧化亚铁受氧气氧化反应原理为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三：获得四氧化三铁的反应原理为：Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
①溶解时，用50℃至80℃的热水目的是___。
②写出加入适量氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式____。
③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是___。
④要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的氢氧化亚铁和氢氧化铁的最佳质量比为___。
⑤副产品P是硫酸钠，由溶液Ｎ获得该副产品的操作顺序是b→____→____→d。
a.过滤 b.加热浓缩
c.冷却结晶 d.晶体加热至完全失去结晶水
19．（1）5.3g Na2CO3的物质的量为____________，将其配成500mL溶液，所得溶液中Na2CO3的物质的量浓度为____________。取出该溶液10mL，在取出的溶液中通入HCl气体到不再产生气泡为止，共消耗____________mL HCl气体（标准状况）。
（2）V mL Al2(SO4)3溶液中，含有Al 3+m g，则溶液中SO42－的物质的量浓度为_______。（用含有m、V的式子表示）
20．(1)在一密闭容器中盛有aLCl2和H2的混合气体，用电火花引燃后，恢复到原来状态，发现气体仍为aL．用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余。由以上条件，推知原混合气体中Cl2和H2物质的量之比一定是_____。
A．Cl2：H2=1 B．Cl2：H2<1 C．Cl2：H2≥1 D．Cl2：H2≤1
(2)氢气在氯气中充分燃烧，若两者的体积比为1：2，所得混合物用200mL 3.00mol/L的NaOH溶液(密度为1.12g/mL)恰好完全吸收。
①求原NaOH溶液的质量分数_______________。（结果用小数表示，保留3位小数）
②求所得溶液中Cl﹣与ClO﹣的物质的量之和__________________。
③求溶液中ClO﹣的物质的量_____________。
21．现有100 g 5.3%的碳酸钠溶液和100 g 2.74%的稀盐酸：
(1)将碳酸钠溶液缓慢滴入盐酸中；
(2)将稀盐酸缓慢滴入碳酸钠溶液中。
则两种操作理论上所产生的气体体积比是多少？____________________
22．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
(1)I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_______。
(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、D所含物质的化学式
固体B_______；沉淀D_______。
(3)写出①、②反应的离子方程式：
①_______；②_______；
(4)以Fe2O3为原料，可制备FeCl2溶液，请写出有关的化学反应方程式，试剂任选。_______
参考答案：
1．D
从图象分析可知，该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，则是吸热反应；
A．氢氧化钠与盐酸反应，是中和反应，放热，不符合图象，故A错误；
B．铝与盐酸反应，产生H2，属于放热反应，不符合图象，故B错误；
C．甲烷在氧气中燃烧，为燃烧反应，属于放热反应，不符合图象，故C错误；
D．Ba(OH)2 8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应，为复分解反应，属于吸热反应，符合图象，故D正确；
答案为D。
2．D
A．铁和硝酸银发生置换反应，析出银的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故A错误；
B．铁和硫酸铜发生置换反应，析出铜的质量大于铁的质量，导致溶液质量减小，故B错误；
C．铁和稀硫酸反应有氢气生成，故C错误；
D．铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，没有气体生成且溶液质量增加，所以符合题意，故D正确；
故选：D。
3．D
氢气和氢氧化钠溶液不反应，设氢气的物质的量是x mol，与氢气反应的氯气是x mol，生成氯化氢是2x mol；过量的氯气是1 mol x mol x mol，即和氢氧化钠溶液反应的氯气是1mol 2xmol，则根据反应式H2+Cl2=2HCl、HCl+NaOH=NaCl+H2O、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知，2x+2 4x=1.5，解得x=0.25mol，则氯气是0.75 mol，所以混合气体中氯气和氢气的体积比3∶1。
4．D
A．盐酸的酸性比碳酸强，则CaCl2溶液与CO2不反应，无现象，故A错误；
B．铁与水蒸气反应生成四氧化三铁是黑色固体，则不会出现Fe2O3红棕色粉末，故B错误；
C．由于钠的性质非常活泼，与H2O反应生成NaOH和氢气，所以钠放入硫酸铜溶液中既能产生气体又会生成Cu(OH)2蓝色沉淀，得不到红色的金属Cu，故C错误；
D．向质量为m1的硫酸铁溶液中加入少量镁粉，生成硫酸亚铁和硫酸镁，溶液质量变为m2，则m2>m1，故D正确；
故选：D。
5．D
A．碳酸钠溶液与少量盐酸生成碳酸氢钠，与过量的盐酸生成氯化钠和二氧化碳，故A不符合题意；
B．氢氧化钠溶液与少量二氧化碳生成碳酸钠，与过量的二氧化碳生成碳酸氢钠，故B不符合题意；
C．钠与氧气常温生成氧化钠，加热或燃烧生成过氧化钠，故C不符合题意；
D．Fe和氯气只生成氯化铁，故D符合题意；
故答案为D。
6．A
A．氧化铝的熔点比铝的熔点高，铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，结论解释正确，故A正确；
B．溶液呈电中性，所以c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，若溶液呈中性，即c(H+)=c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)=c(CH3COO-)；若溶液呈酸性，即c(H+)＞c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)＜c(CH3COO-)；若溶液呈碱性，即c(H+)＜c(OH-)，则c(Na+)+c(NH4+)＞c(CH3COO-)，故B错误；
C．热化学反应方程式表示2molCO燃烧放出的热量为566kJ，图中应表示1molCO燃烧生成二氧化碳放出的热量关系，反应热应为-283kJ/mol，故C错误；
D．铁在浓硫酸反应生成一层致密的氧化物保护膜阻止内部金属与浓硫酸继续反应，而发生钝化，故D错误；
故答案为A。
7．A
A. Fe3+与Cu反应的离子方程式为：2Fe3++Cu= 2Fe2++ Cu2+，Fe元素的化合价降低，Fe3+是氧化剂，证明Fe3+具有氧化性，故A选；
B. Fe3+与SCN-反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故B不选；
C. Fe3+与OH-反应的离子方程式为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故C不选；
D. Fe3+与Cl-不反应，不能证明Fe3+具有氧化性，故D不选；
答案选A。
8．D
A．铁片与稀硫酸反应会生成氢气，有气体放出，故A不符合题意；
B．铁片在浓硫酸中会钝化，表面形成氧化膜，质量会增加，故B不符合题意；
C．铁不如铝活泼，与硝酸铝不反应，故C不符合题意；
D．Fe与Fe3+反应生成Fe2+，无气体放出，且质量减轻，故D符合题意；
综上所述答案为D。
9．C
标况下5.6L氢气的物质的量是5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol，因此反应中合金失去电子的物质的量是0.25mol×2＝0.5mol，则失去1mol电子需要合金的质量是5.1g÷0.5＝10.2g。Na、K、Mg、Ca、Al、Fe与盐酸反应时失去1mol电子需要金属的质量分别是23、39、12、20、9、28，由此可知，合金中一定含铝，所以选项中正确的组合只能是铝和镁。
答案选C。
10．B
①AgCl难溶于水，但熔融状态可以导电，为电解质，①正确；
②Na2O2与水反应除了生成NaOH，还生成氧气，不是碱性氧化物，②错误；
③墨水属于胶体，不同品牌的墨水中胶粒带的电荷种类可能不同，混用后发生聚沉导致笔尖发生堵塞，与丁达尔效应无关，③错误；
④Fe2+容易被氧化为Fe3+，铁屑可以还原Fe3+生成Fe2+，存放FeCl2溶液的试剂瓶内加少量铁屑防氧化，④正确；
⑤侯氏制碱法利用了碳酸氢钠溶解度较小的性质，使其从溶液中析出，⑤正确；
综上所述正确的有①④⑤，故答案为B。
11．C
由硫铁矿烧渣得到绿矾，再通过绿矾制备铁黄可知，烧渣加入稀硫酸酸溶得到硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液，向混合溶液中加入二硫化铁将溶液中的铁离子还原为亚铁离子得到硫酸亚铁溶液，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到七水硫酸亚铁晶体，晶体与氨气、氧气反应生成铁黄。
A．由分析可知，酸溶时加入的酸是稀硫酸，加入稀硝酸会引入杂质，故A错误；
B．由分析可知，步骤②中加入的二硫化铁是还原剂，故B错误；
C．由分析可知，步骤③是硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到七水硫酸亚铁晶体，故C正确；
D．由分析可知，步骤④发生的反应为反应方程式为七水硫酸亚铁晶体，晶体与氨气、氧气反应生成铁黄，故D错误；
故选C。
12．C
A．氯气难溶于饱和食盐水，HCl会被水吸收，可以用装有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中混有的HCl，故A正确；
B．Al2O3可以和NaOH溶液反应，而Fe2O3不与NaOH反应，故B正确；
C．CO2也会和饱和碳酸钠溶液反应，不符合提纯物质的操作要求，应该用饱和碳酸氢钠溶液，故C错误；
D．过量的铁粉可以和FeCl3反应生成FeCl2，故D正确；
综上所述答案为C。
13． 铝 因为铝是一种活泼性很强的金属，难以还原 表面有一层致密的氧化物薄膜，起隔绝空气的作用
在地壳中含量最多的金属元素是铝元素，因为铝是一种活泼性很强的金属，难以还原，故不好广泛使用，因为表面有一层致密的氧化物薄膜，起隔绝空气的作用，故在常温下却具有很强的抗腐蚀能力。
14．(1) ③⑥⑧ ①②⑧⑨⑩
(2) 分液 分液漏斗
(3)OH－+H+=H2O
(4) NaHSO4=Na++H++SO 取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO
(5)HCO+ H+=H2O+CO2 ↑
(6)CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑
(7)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(8)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
【解析】(1)
①铁丝是单质，既不是电解质也不是非电解质，能导电；②NaOH溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；③NaHSO4 固体是盐，属于电解质，不导电；④CO2是非金属氧化物，属于非电解质，不导电；⑤酒精是有机物，属于非电解质，不导电；⑥蒸馏水是电解质；⑦CCl4是有机物，属于非电解质，不导电；⑧熔融的KNO3是盐，属于电解质，能导电；⑨Na2CO3溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；⑩NaHCO3溶液能导电，它是混合物，是电解质溶液，不是电解质；因此属于电解质的是③⑥⑧；除⑥外，能导电的是①②⑧⑨⑩；故答案为：③⑥⑧；①②⑧⑨⑩。
(2)
蒸馏水和四氯化碳是互不相溶的液体，两者分层，四氯化碳在下层，水在上层，因此分离这两者的混合液所用的方法是分液，用到的主要玻璃仪器是分液漏斗；故答案为：分液；分液漏斗。
(3)
将氢氧化钠与硫酸氢钠混合生成硫酸钠和水，反应的离子方程式为OH－+H+=H2O；故答案为：OH－+H+=H2O。
(4)
物质硫酸氢钠溶于水电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，其电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO，检验该溶液中阴离子即硫酸根离子的方法：取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO；故答案为：NaHSO4=Na++H++SO；取少量该溶液于试管中，先加稀盐酸酸化，无明显现象后，向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则该溶液中含有SO。
(5)
NaHCO3的俗名小苏打，可用于治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多，利用碳酸氢钠和胃酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，其原理是HCO+ H+=H2O+CO2 ↑；故答案为：HCO+ H+=H2O+CO2 ↑。
(6)
热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能较好的清除，利用碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，其原理是CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑；故答案为：CaCO3+2CH3COOH=2Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2 ↑。
(7)
防毒面具中常用Na2O2作为供氧剂，利用过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，主要反应原理是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(8)
在高温条件下铁粉与水蒸气能发生生成四氧化三铁和氢气，二者反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；故答案为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
15． 铁粉 煮沸 溶液 煤油 减少 增加
(1)①Fe2+还原性强，容易被氧气氧化成Fe3+，加入Fe粉，可将Fe3+还原为Fe2+，且不引入新杂质，故此处填铁粉；由于气体溶解度随温度升高降低，故除去水中溶解的氧气可采用煮沸方法，故此处填煮沸；检验溶液中是否含Fe3+可使用KSCN溶液，若有Fe3+，加入KSCN后溶液会变红，故此处填KSCN溶液；
②Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化为Fe(OH)3，对应方程式为：；为了防氧化，可以采用液封法隔绝空气，即加入一种与水互不相容且密度比水小的液体，如苯、汽油、煤油等，因CCl4密度比水大，故不能选用，所以此处选填煤油；
(2)由反应Al3++3OH- = Al(OH)3↓，知当n(Al3+)：n(OH-)=1：3时，此时Al3+刚好完全沉淀，沉淀量最多，故此处填1:3；根据反应Al3++3OH- = Al(OH)3↓、NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，知当n(Al3+)：n(OH-)=1：4时，生成的Al(OH)3沉淀刚好溶解，故此处填1:4；
(3)根据反应比例：Na2CO3~2HCl，知n1(HCl)=2n(Na2CO3)=2×=，同理由NaHCO3~HCl，知n2(HCl)=n(NaHCO3)=，通过对比可知，相同质量的Na2CO3与NaHCO3与盐酸完全反应时， Na2CO3消耗盐酸更多，故纯碱中混有NaHCO3时，消耗盐酸将减少；由C元素守恒知Na2CO3产生气体CO2量：n1(CO2)= n(Na2CO3)=，NaHCO3产生气体CO2量：n2(CO2)= n(NaHCO3)=，故相同质量时，NaHCO3产生CO2更多，故纯碱中混有NaHCO3时，产生CO2将增加；
(4)由题意知，三个反应产生H2等量，故三个反应转移电子相等，即n(Na)=2n(Fe)=3n(Al)，故三者物质的量之比为n(Na)：n(Fe)：n(Al)=6：3：2，质量比为m(Na)：m(Fe)：m(Al)=6×23：3×56：2×27=23：28：9。
16． 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 5.4g 9.6g
（1）铝热反应是铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；实验①铝热反应后的混合物与氢氧化钠作用，其中只有氧化铝及未反应的铝与氢氧化钠反应，发生的离子方程式有：Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；实验①中用去n(NaOH)＝100mL×(2.0mol/L－1.0mol/L)＝0.1mol，无论是Al还是Al2O3，与NaOH溶液反应后都生成NaAlO2，铝热剂中：n(Al)＝n(NaOH)×2＝0.2mol，m(Al)＝5.4g；实验②所得溶液中，根据“电荷守恒”有n(H+)＋2×n(Fe2+)＋3×n(Al3+)＝n(Cl－)，则n(Fe2+)＝＝0.06mol，铝热剂中n(Fe2O3)＝n(Fe2+)××2＝0.06mol，m(Fe2O3)＝9.6g。
17． 防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－ 隔绝空气(排除氧气对实验的影响) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 干燥管 dabfce 偏小
(1)配制FeSO4溶液时，需在溶液中加入少量铁屑，防止Fe2+被氧化；(2)氯气具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，故反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－；(3)为防止空气中的氧气进入，隔绝空气，排除氧气对实验的影响，煤油的作用是隔绝空气；（4）过氧化氢具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为水，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；（5）①根据仪器构造可知仪器B的名称是干燥管；②由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气，为了使生成的水蒸气完全排除，应该先熄灭酒精灯，再冷却，然后关闭K1和K2，最后称量，即正确的排序是dabfce；③样品的质量是（m2－m1）g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3－m1）g，生成水的质量为（m2－m3）g，
FeSO4·xH2O FeSO4 + xH2O
152 18x
（m3－m1）g （m2－m3）g
则：，解得：；若实验时按a、d次序操作，在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，使测得生成的水偏小，生成的硫酸亚铁偏大，因此x偏小。
【点睛】以绿矾为载体考查无机物的性质实验方案的探究，通常解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。
18．(1) FeO Fe Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
(2) 在50 ℃～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率 2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4 防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁 90∶214(或45∶107) c a
（1）①实验甲中看到黑色物质全部被磁铁吸引，说明没有氧化亚铁；实验乙中加盐酸没有气体产生，以及实验丙中取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中无任何现象，都说明没有铁；
②根据实验可知黑色固体为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，反应方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。
（2）①根据图表中的信息可知，在50 ℃至80℃的热水中，硫酸亚铁的溶解度较大，利于溶解更多的硫酸亚铁，提高产率，故答案为：在50 ℃～80 ℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率；
②氢氧化钠和硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，反应方程式为：2NaOH＋FeSO4=Fe(OH)2↓＋Na2SO4；
③上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是控制氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的量，防止氢氧化亚铁完全转化为氢氧化铁；
④要使四氧化三铁的产率最高，上述流程中产生的氢氧化亚铁与氢氧化铁的物质的量之比为1∶2，最佳质量比为90∶214(或45∶107)；
⑤根据硫酸钠晶体的溶解度随温度的升高而增大，采用加热浓缩、冷却结晶的方法，再过滤，晶体加热至完全失去结晶水，得到硫酸钠。
19． 0.05mol 0.1mol/L 44.8 mol/L
（1）5.3g碳酸钠的物质的量为：=0.05mol，将0.05mol碳酸钠配成500mL溶液，所得溶液中Na2CO3的物质的量浓度为：=0.1mol/L，碳酸钠与氯化氢反应的关系式为：Na2CO3～2HCl，消耗的氯化氢的物质的量为：n（HCl）=2n（Na2CO3）=0.1mol/L×0.01L×2=0.002mol，标准状况下氯化氢的体积为：22.4L/mol×0.002mol=0.0448L=44.8mL；
（2）mg铝离子的物质的量为：=mol，根据化学式Al2(SO4)3，VmL硫酸铝溶液中含有的硫酸根离子的物质的量为：mol=mol，溶液中SO42-的物质的量浓度为：mol/L。
20． C 10.7% 0.6mol 0.15mol
(1)用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余，则氯气的体积一定大于氢气的体积，以此来解答；
(2)①根据m=ρ·V计算溶液的质量，根据m=n·M=c·V·M计算溶质的质量，再根据质量分数公式进行计算；
②氯气和氢气生成的氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，根据原子守恒计算溶液中Cl-与ClO-的物质的量之和；
③根据剩余的氯气的物质的量计算次氯酸根离子的物质的量。
(1)因Cl2+H22HCl，反应前后体积不变，用足量的NaOH溶液吸收燃烧后的气体，结果无气体剩余，氢气与碱不反应，而氯气与碱反应，则氯气的体积一定大于氢气的体积，即Cl2：H2≥1，故合理选项是C；
(2)①溶液的质量m=ρ·V=1.12g/mL×200mL=224g，溶质的质量m=n·M=c·V·M=3.00mol/L×0.2L×40g/mol=24g，所以该溶液中溶质的质量分数×100%=10.7%；
②氯气和氢气生成的氯化氢可以和氢氧化钠反应生成氯化钠，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O，2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O知，根据元素守恒可知n(Cl2)=n(NaOH)=×3.00mol/L×0.2L=0.3mol，再根据原子守恒知，所得溶液中Cl﹣与ClO﹣的物质的量之和为2 n(Cl2)=0.6mol；
③根据H2+Cl22HCl、NaOH+HCl=NaCl+H2O，2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O可知，有一半的Cl2和NaOH反应生成NaCl和NaClO，Cl2和NaOH反应中有一半的Cl2生成NaClO，所以一共有的Cl2生成NaClO，则溶液中ClO﹣的物质的量n(ClO﹣)=n(Cl2)=0.15mol。
【点睛】本题考查了物质的量的有关计算，分析出各种微粒的关系，利用原子守恒进行计算，(2)③溶液中ClO﹣的物质的量的计算是难点、易错点。
21．3:2
n(Na2CO3)==0.05mol，n(HCl)==0.075mol。
(1)将碳酸钠溶液缓慢滴入盐酸中，发生反应Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑，则0.075molHCl完全反应，生成CO2的物质的量为0.0375mol；
(2)将稀盐酸缓慢滴入碳酸钠溶液中，发生反应Na2CO3+HCl＝NaCl+ NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑，0.05mol Na2CO3与0.05molHCl反应生成0.05mol NaHCO3，剩余0.025molHCl与0.025mol NaHCO3反应，生成CO2的物质的量为0.025mol；
则两种操作理论上所产生的气体体积比是0.0375mol:0.025mol=3:2。答案为：3:2。
22．(1)过滤
(2) Al2O3 Fe2O3
(3) Al2O3+2OH- =2+H2O Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3
(4)Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O、2FeCl3 +Fe=3FeCl2
由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH) 3，受热分解生成B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2与氨水的反应，则溶液E溶质为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3·H2O。
（1）I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤；
（2）由上述分析可知，B为Al2O3，D为Fe2O3；
（3）反应①为Al2O3+2OH-=2+H2O，反应②为Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3；
（4）以Fe2O3为原料，可制备FeCl2溶液，可以由Fe2O3与盐酸反应产生FeCl3，再加入铁粉使FeCl3转化为FeCl2，则相关反应方程式为：Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O、2FeCl3 + Fe = 3FeCl2