第三章 铁 金属材料 测试题 （含解析）2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项 实验 现象 结论
A 将过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B 将铜粉加入1.0mol/L的Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝，有黑色固体出现 金属Fe比Cu活泼
C 用坩埚钳夹住用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点比较低
D 向KI溶液中滴加少量新制氯水混合后，加入苯，振荡，静置 上层溶液显紫红色 氧化性：Cl2>I2
A．A B．B C．C D．D
2．室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成左、右两室，左室充入等物质的量的氢气 和氧气，右室充入一氧化碳和氧气的混合气。同时引燃左右两室的混合气，反应后恢复到室温。反 应前后活塞位置如下图所示，则右室混合气体中一氧化碳和氧气的物质的量之比可能是（液态水的体积忽略不计）
①1：1 ②1：2 ③1：3 ④3：1
A．①② B．②④ C．①④ D．①③
3．下列叙述I和II均正确并且有因果关系的是
叙述I 叙述II
A NaHCO3能与碱反应 食品工业用NaHCO3作焙制糕点的膨松剂
B Al既可和酸反应又可和强碱反应 Al可制成铝箔包装物品
C 浓硫酸有吸水性 浓硫酸可干燥CO、SO3、H2S
D K2FeO4能与水作用生成Fe(OH)3胶体和O2 K2FeO4可用于净化自来水并杀菌消毒
A．A B．B C．C D．D
4．除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），所选用的试剂不正确的一组是
选项 待提纯的物质 选用试剂
A FeCl3溶液（FeCl2溶液） Cl2
B NaCl溶液（Na2SO4溶液） Ba（NO3）2溶液
C Cl2（HCl） 饱和食盐水
D CO2（SO2） 酸性KMnO4溶液
A．A B．B C．C D．D
5．下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向KI-淀粉溶液中滴加氯水，溶液变成蓝色 氧化性：
B 向酸性溶液中通入，溶液褪色 有漂白性
C 向某盐溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该溶液中含有
D 向某盐溶液中先加入足量稀盐酸，再加入溶液，生成白色沉淀 该溶液中含有
A．A B．B C．C D．D
6．铁及其化合物应用广泛，下列说法不正确的是
A．FeCl3溶液作为制作电路板的腐蚀液
B．在酱油中加入铁强化剂，可以减少缺铁性贫血问题的发生
C．氧化铁常用作油漆、涂料的红色原料
D．合金钢的用途广泛，它只含Fe、C两种元素
7．某温度下，将Br2通入NaOH溶液中，反应后得到NaBr、NaBrO、NaBrO3的混合溶液，经测定BrO-与Br-离子的个数之比是2：7，则Br2与NaOH反应时，氧化剂与还原剂的个数之比为
A．7：3 B．7：2 C．7：1 D．7：5
8．除去FeCl3溶液中的少量FeCl2杂质，可向其中加入适量的
A．Fe B．氯水 C．KSCN溶液 D．硝酸
9．某固体X，可能含有BaCl2、NaHCO3、Fe2O3、Cu、NaAlO2中的一种或几种，进行如下实验：①取一定量样品溶于水中，得到固体A和溶液B；②向A中加入足量稀盐酸，得到澄清溶液C。下列说法不正确的是
A．固体A可能溶于NaOH溶液
B．溶液C能与NaHCO3溶液反应产生沉淀
C．向溶液C中加入KSCN溶液，若不变色，则混合物X不含Fe2O3
D．向溶液B中加入NaOH溶液，若出现白色沉淀，则X中必定有BaCl2和NaHCO3
10．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过如图工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是
铝土矿
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．③中需要通入过量的氨气
C．a、b中铝元素的化合价相同
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
11．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．(溶液)
B．饱和NaCl(溶液)
C．
D．
12．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述不正确的是（ ）
A．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋NaHCO3
B．反应①、过滤后所得沉淀为Fe2O3
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．试剂X可以是氢氧化钠溶液
二、填空题（共8题）
13．以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料，可以制备高纯PbO，从而实现铅的再生利用。在此过程中涉及如下两个反应：
①
②
(1)写出Pb与反应生成的化学方程式 。
(2)在上述过程中，的作用是什么 ？
(3)请设计实验方案证明的作用 。
14．完成下列问题。
(1)标况下，11.2LNH3的物质的量是 mol，质量是 g。
(2)0.5 mol Na2SO4中含 个Na+ 。
(3)1mol中含有质子的物质的量为 mol，含有电子的物质的量为 mol。
(4)100mL 2mol/L的硫酸溶液与足量的铁屑反应，参与反应的铁的物质的量为 mol，生成的H2在标况下的体积为 L。
15．I.(1)已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D，则C的摩尔质量为 。
(2)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，当它们的温度和密度都相同时，这三种气体的压强(p)分别用p(Ne)、p(H2)、p(O2)表示，由大到小的顺序是 。
II.按要求填空：
(1)还原铁粉与高温水蒸气反应的化学方程式： ；
(2)在酸性条件下，向含铬废水中加入FeSO4，可将Cr2O还原为Cr3+，该过程的离子反应方程式为：
(3)在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液，立即会看到溶液变蓝色，离子方程式为：
16．从铝土矿（主要成分是，含、、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程乙加入烧碱后的离子方程式为 .
（2）固体A的应用 .（两点）
（3）滤液D与少量CO2反应的离子方程式为 ，
向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式是
（4）流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济，缺点是
（5）已知298K时，的溶度积常数=10-11,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱恰使镁离子沉淀完全，则溶液的pH最小为 .
17．一些老式建筑的下水道都是铁管铺设的，若将实验室的废盐酸倒入下水道将会发生反应（写化学方程式，下同） ，导致铁管腐蚀；农药波尔多液中含有CuSO4，所以这种农药不能用铁制品盛装，否则会发反应 而使铁制品腐蚀；热水瓶胆上水垢的主要成分是Mg(OH)2和CaCO3两种物质，在实验室除去它们最好选择的反应是 和
18．铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示：
I.回答下列有关问题：
(1)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，形成该分散系的微粒大小范围是 nm。
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，生成FeCl2和CuCl2，制造印刷电路板。写出FeCl3溶液腐蚀铜的化学反应方程式： 。检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是 。
II.现有五种溶液，分别含下列离子：①Ag+，②Mg2+，③Fe2+，④Al3+，⑤Fe3+。
(3)写出符合下列条件的离子符号：既能被氧化又能被还原的离子是 ，加铁粉后溶液增重的是 (填写离子符号)
(4)向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液，现象是 。
(5)欲除去FeCl2中FeCl3选用的试剂是 ， 并写出相应离子方程式： 。
19．(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体，反应的离子方程式是 ；常用澄清石灰水检验 CO2 气体的离子方程式是 。
(2)表面附有铁锈 ( 成分是 Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始反应的离子方程式是 。反应片刻后，可观察到有气体产生，其离子方程式是 。
20．铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是________(用字母代号填)。
A．Fe B．FeCl3 C．FeSO4 D．Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是 nm。
(3)电子工业需要用30 %的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜片制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式 。某同学对FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成进行测定：取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中所含金属阳离子有 。
(4)若要验证该溶液中含有Fe2＋，正确的实验方法是 (用字母代号填)。
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe2＋
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2＋
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe2＋
(5)欲从废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液设计实验方案如下：
①写出上述实验中有关物质的化学式：A： ；B： 。
②写出通入C的化学方程式 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．过量铁粉加入稀硝酸，反应生成硝酸亚铁，则充分反应后滴加KSCN溶液无现象，现象、结论均不合理，故A错误；
B．Cu与硫酸铁反应生成硫酸铜、硫酸亚铁，不发生置换反应，不能比较金属性，故B错误；
C．氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，则熔化后的液态铝不会滴落下来，故C错误；
D．氯水与KI反应生成氯化钠和碘单质，加入苯，振荡，静置，苯的碘溶液在水层上方，上方呈紫红色，说明氧化性：Cl2>I2，故D正确；
答案选D。
2．C
【详解】反应前，活塞处于容器的中间，左右两室的气体的物质的量相等，因为氢气和氧气的物质的量相等，设氢气和氧气的物质的量均为2mol，所以一氧化碳和氧气的总物质的量为4mol；根据反应2H2+O22H2O，可知氧气过量1mol，并且右室中的气体的物质的量是左室中气体物质的量的3倍，所以右室中有3mol气体；设CO的物质的量为xmol，则O2的物质的量为(4-x )mol，根据反应2CO+O22CO2 ，当CO过量时，O2全部反应，剩余气体的物质的量为2×(4-x ) +x-2×(4-x ) =3，解得x=3，即CO的物质的量为3mol，则O2的物质的量为1mol，CO与O2的物质的量之比为3:1；当CO全部反应，O2有剩余时，根据方程式有：x+(4-x)-=3，解得x=2，即CO的物质的量为2mol，则O2的物质的量也为2mol，两者物质的量之比为1:1，所以①④正确，答案选C。
3．D
【详解】试题分析：A、碳酸氢钠能与酸反应放出CO2气体，因此食品工业用NaHCO3作焙制糕点的膨松剂，A错误；B、金属铝耐腐蚀，因此Al可制成铝箔包装物品，B错误；C、浓硫酸不能干燥H2S，C错误；D、K2FeO4能与水作用生成Fe(OH)3胶体和O2,可用于净化自来水并杀菌消毒，D正确。答案选D。
考点：物质性质与用途关系的判断
4．B
【详解】试题分析：除杂问题考查杂质和被提纯物质的性质，遵循三个原则：①除去杂质不能引入新的杂质；②一般不减少被提纯的物质；③操作简便易行。A、氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，故除去氯化铁溶液中氯化亚铁，可向溶液中通入氯气，正确；B、用硝酸钡溶液除去氯化钠溶液中硫酸钠，会引入新的杂质离子硝酸根，错误；C、氯气不溶于饱和食盐水而氯化氢易溶于水，故除去氯气中的氯化氢可将混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，正确；D、二氧化碳与酸性高锰酸钾溶液不反应，二氧化硫能被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸根，故除去二氧化碳中的二氧化硫可将混合气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶，正确。
考点：考查物质的分离、提纯。
5．B
【详解】A．氯气与KI反应生成碘，由操作和现象可知氧化性：Cl2＞I2，故A正确；
B．二氧化硫有还原性，可以被高锰酸钾氧化，而使其褪色，故B错误；
C．滴加KSCN溶液，溶液变为红色，可知含铁离子，由操作和现象可知溶液中含有Fe3＋，故C正确；
D．向某盐溶液中先加入足量稀盐酸，可排除碳酸根离子，氯离子，亚硫酸根离子的干扰，再加入氯化钡产生白色沉淀，则溶液中含有硫酸根离子，故D正确；
故选B。
6．D
【详解】A．氯化铁溶液能与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，常用作电路板的腐蚀液，故A正确；
B．在酱油中加入铁强化剂，可以增加人体吸收亚铁离子的量，有利于减少缺铁性贫血问题的发生，故B正确；
C．氧化铁为红棕色粉末，常用作油漆、涂料的红色原料，故C正确；
D．合金钢中含有铁元素、碳元素、铬元素、锰元素等，是性能优良的合金材料，故D错误；
故选D。
7．A
【详解】根据题目BrO-与Br-的个数之比是2：7，可以写出氧化还原的反应方程式为5Br2+10NaOH = 7NaBr + 2NaBrO + NaBrO3 + 5H2O，该反应为歧化反应，氧化剂与还原剂的个数之比即还原产物与氧化产物之比，还原产物为NaBr，氧化产物为NaBrO、NaBrO3，则比值为7：3，故选A。
8．B
【详解】A．铁会与被提纯的物质氯化铁反应，A错误；
B．氯水能将FeCl2转化为FeCl3，且不引入新的杂质，B正确；
C．KSCN溶液会与被提纯的物质氯化铁反应，C错误；
D．硝酸引入新杂质，D错误；
故选B。
9．C
【分析】Fe2O3、Cu不溶于水，NaHCO3和NaAlO2能反应生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，Na2CO3能和BaCl2反应生成BaCO3沉淀和NaCl，因此固体A可能为Fe2O3、Cu、Al(OH)3、BaCO3中的一种或几种，现在依次分析如下：
①若固体A含Cu，则A必含Fe2O3，溶液C必含FeCl2和CuCl2，原固体X必含Cu、Fe2O3，BaCl2、NaHCO3、NaAlO2至少含1种，B含BaCl2、NaHCO3、NaAlO2至少1种；
②若固体A含Fe2O3，溶液C必含FeCl3，原固体X至少还含BaCl2、NaHCO3、NaAlO2中的一种，B至少含BaCl2、NaHCO3、NaAlO2中的一种；
③若固体A含Al(OH)3，溶液C必含AlCl3，原固体X必含NaHCO3和NaAlO2，B必含Na2CO3；
④若固体A含BaCO3，则原固体X必含NaHCO3、NaAlO2、BaCl2，那么A必然还含Al(OH)3，溶液C必含BaCl2和AlCl3，B必含NaCl，据此解答。
【详解】A．若原固体X为NaHCO3和NaAlO2，则固体A只含Al(OH)3，此时固体A能溶于NaOH溶液，A正确；
B．若是分析①中的情况，则有FeCl2、CuCl2分别与NaHCO3溶液反应生成FeCO3和Cu(OH)2沉淀，若是分析②中的情况，则有FeCl3和NaHCO3溶液发生双水解反应生成Fe(OH)3沉淀，若是分析③或分析④中的情况，则有AlCl3和NaHCO3溶液发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀，综上所述，无论哪种情况，溶液C能与NaHCO3溶液反应产生沉淀，B正确；
C．如上面分析①中的情况，若原固体X中同时含Fe2O3和Cu，且Fe2O3溶于HCl后恰好和Cu反应，则溶液C中没有Fe3+，加入KSCN溶液，溶液不会变红，C错误；
D．参照上面的分析可知，向溶液B中加入NaOH溶液，产生白色沉淀，则白色沉淀必为BaCO3，则X中必定同时有BaCl2和NaHCO3，D正确。
答案选C。
10．B
【分析】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，向其中加入盐酸，氧化铝、氧化铁反应产生AlCl3、FeCl3，而SiO2不反应，通过过滤除去。向滤液中加入过量NaOH溶液，发生反应，FeCl3变为Fe(OH)3沉淀；AlCl3变为NaAlO2进入溶液，向滤液中通入过量CO2气体，NaAlO2反应产生Al(OH)3沉淀，将其过滤出来，洗涤干净，然后加热分解产生Al2O3，电解熔融Al2O3，反应产生Al。
【详解】A．由以上分析可知①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，A正确；
B．③中需要把转化为Al(OH)3沉淀，要通入过量的CO2气体，发生反应：+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+，B错误；
C．a为AlCl3，其中Al元素化合价为+3价；b中为NaAlO2，其中Al元素化合价也是+3价，故a、b中铝元素的化合价均为+3价，C正确；
D．根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3，所以d一定是Al2O3，D正确；
故合理选项是B。
11．C
【详解】A．次氯酸受热分解生成氧气，不能生成氯气，A错误；
B．氯气和铁反应生成三氯化铁，B错误；
C．氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸受热分解生成氯化氢，C正确；
D．铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，D错误；
故选C。
12．C
【详解】根据反应②的生成物碳酸氢钠和氢氧化铝可知，Y是CO2，则乙中含有偏铝酸钠，所以X是强碱。铝土矿先与强碱反应生成偏铝酸盐，沉淀为Fe2O3；然后偏铝酸盐中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝和碳酸氢钠；所以选项ABD是正确的。电解熔融的氧化铝冶炼单质铝是氧化还原反应，所以选项C是错误的，答案选C。
13．(1)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(2)催化剂
(3)取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，然后滴加氯水，溶液变为红色，说明反应后溶液中含有Fe2+，不含Fe3+，证明Fe2+作催化剂。
【解析】(1)
根据已知可知，Pb与PbO2在酸性条件下反应生成硫酸铅，其化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
(2)
反应①中亚铁离子被氧化成铁离子，反应②中铁离子又被还原生成亚铁离子，整个过程中，亚铁离子的质量不变，所以Fe2+为催化剂。
(3)
参加化学反应，但在反应前后质量和化学性质均不变的物质是催化剂，因此，只要证明反应后的溶液中有Fe2+，无Fe3+即可，则实验方案为取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加KSCN溶液，溶液不变红色，然后滴加氯水，溶液变为红色，说明反应后溶液中含有Fe2+，不含Fe3+，证明Fe2+作催化剂。
14．(1) 0.5 8.5
(2)1NA
(3) 11 10
(4) 0.2 4.48
【详解】（1）标准状况下1mol气体体积为22.4L，11.2LNH3是0.5mol，质量为m=n×M=0.5×17=8.5g；
（2）1个Na2SO4含有2个Na+，1molNa2SO4含有2molNa+离子，0.5molNa2SO4含有NA个Na+；
（3）1个含有11个质子和10个电子，1mol含有质子11mol，电子10mol；
（4）根据方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知，1mol硫酸参加反应需要1molFe反应，生成1molH2，硫酸的物质的量为0.1L×2mol/L=0.2mol，因此参加反应的铁为0.2mol，生成H2的物质的量为0.2mol，标准状况下体积为4.48L。
15． 106g/mol P(H2)>P(Ne)>P(O2) 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O ClO-+2I-+H2O═I2+Cl-+2OH-
【详解】(1) 16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D，根据质量守恒定律，生成C的质量是16+20-31.76=4.24g，则C的摩尔质量为106g/mol。
(2)在三个密闭容器中分别充入Ne、H2、O2三种气体，设三个容器的体积相等，当它们的温度和密度都相同时，Ne、H2、O2三种气体的质量相等，则三种气体的物质的量比是，同温、同体积，压强比等于物质的量比，则这三种气体的压强(p)分别用p(Ne)、p(H2)、p(O2)表示，由大到小的顺序是P(H2)>P(Ne)>P(O2)。
II. (1)铁粉与水蒸气在高温条件下反应，生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2；
(2)在酸性条件下，Fe2+可将Cr2O还原为Cr3+，根据得失电子守恒，反应的离子反应方程式为Cr2O+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O；
(3)在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量次氯酸钠碱性溶液，碘离子被氧化为碘单质，立即会看到溶液变蓝色，反应的离子方程式为ClO-+2I-+H2O═I2+Cl-+2OH-。
16． Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 光纤、饰品、制硅、制玻璃等合理即可 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32- HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O 氧化铝中会混入二氧化硅 11
【分析】根据工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，
（1）氧化铝与过量的碱反应生成了偏铝酸盐和水，二氧化硅在碱性溶液中反应生成了硅酸盐和水；
（2）固体A为二氧化硅，可以制光纤、饰品、制硅、制玻璃等；
（3）滤液D中含有偏铝酸根离子与少量CO2反应生成了氢氧化铝和碳酸根离子．滤液K中含有碳酸氢根离子与足量石灰水反应生成了碳酸钙沉淀和水；
（4）流程乙制氧化铝的过程中可能会混有二氧化硅杂质；
（5）当溶液中c（Mg2+）=10-5mol L-1时，可以认为沉淀完全，根据溶度积常数=10-11，计算氢氧根的最小浓度，进而计算溶液的pH最小值。
【详解】(1)Al2O3与氢氧化钠反应，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，SiO2和氢氧化钠反应生成硅酸钠盐和水，离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，
故答案为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
(2)由上述分析可知，A为SiO2，可以用于生产玻璃、制备光导纤维等，
故答案为生产玻璃、制备光导纤维等；
(3)滤液D与少量CO2反应的离子方程式为： 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32-，
向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式是：HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O，
故答案为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32-；HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O；
(4)流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济，但沉淀Z为Al(OH)3及少量硅酸，加热分解制备的氧化铝不纯，含有二氧化硅，
故答案为氧化铝中会混入二氧化硅；
(5)当溶液中c(Mg2+)=10 5mol L 1时，可以认为沉淀完全，由于Ksp=c(Mg2+) c2(OH )=10 11，则c(OH ) =10-3mol L 1，故c(H+) 10 11mol L 1，则pH = lgc(H+) 11，
故答案为11。
17． Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4═Cu+FeSO4 Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【分析】金属铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；铁能置换出铜盐中的金属铜；水垢的成分有氢氧化镁和碳酸钙，均能和盐酸反应。
【详解】金属铁能和盐酸反应，方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；铁能置换出铜盐中的金属铜，所以不能用铁制品盛装硫酸铜溶液，原理是Fe+CuSO4═Cu+FeSO4；水垢的成分有氢氧化镁和碳酸钙，它们和盐酸反应的原理是：Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O，CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
故答案是：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；Fe+CuSO4═Cu+FeSO4；Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O，CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
18．(1)1~100
(2) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 KSCN
(3) Fe2+ Fe3+
(4)生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀
(5) 过量铁粉 2Fe3++Fe=3Fe2+
【详解】（1）向沸水中逐滴滴加1mol/LFeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色即得到氢氧化铁胶体，形成该分散系的微粒大小范围是1～100nm。
（2）FeCl3溶液与铜反应生成FeCl2和CuCl2，反应的化学反应方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2.，检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是KSCN溶液。
（3）亚铁离子中铁元素化合价处于中间价态，既能被氧化又能被还原。单质铁能置换出银，溶液质量减小，铁与铝离子、镁离子不反应，与铁离子反应生成亚铁离子，溶液质量增加；
（4）向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，所以现象是生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀。
（5）欲除去FeCl2中FeCl3选用的试剂是铁粉，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。
19． CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑
【分析】碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水；用澄清石灰水检验 CO2 气体，澄清石灰水变浑浊，生成碳酸钙；表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，片刻后，可观察到有气体产生，是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此书写反应的离子方程式。
【详解】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑； 用澄清石灰水检验 CO2 气体，澄清石灰水变浑浊，生成碳酸钙和水，反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O，故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑； Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O；
(2)表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ，反应片刻后，可观察到有气体产生，是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；Fe+2H+=Fe2++H2↑。
20．(1)C
(2)1～100
(3) 2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋
(4)B
(5) Fe HCl 2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3
【详解】（1）铁元素处于中间价态既有氧化性又有还原性：
A．单质铁中铁元素为最低价，只有还原性，故A不符合题意
B．氯化铁中铁元素为最高价，只有氧化性，故B不符合题意；
C．硫酸亚铁中铁元素为+2价，既有氧化性又有还原性，故C符合题意；
D．氧化铁中铁元素为+3，最高价，只有氧化性，故D不符合题意；
选C；
（2）向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，得到氢氧化铁胶体，分散质的粒子直径在1～100nm；故答案为1～100；
（3）印刷电路板时氯化铁和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+；由于反应生成了铜离子和亚铁离子，加入硫氰化钾显红色，说明溶液中还有铁离子，所以含有的金属阳离子为Fe3+、Fe2+、Cu2+；故答案为Fe3+、Fe2+、Cu2+；
（4）A．亚铁离子和硫氰化钾不反应，所以显红色说明溶液中含有铁离子，故A错误；
B．亚铁离子和高锰酸钾反应而使溶液褪色，所以能说明溶液中有亚铁离子，故B正确；
C．如果溶液中有铁离子无亚铁离子也能出现上述现象，不能说明溶液有亚铁离子，故C错误；
答案为B；
（5）废液中加入过量的铁，滤液为氯化亚铁，滤渣为铜和铁，滤渣中加入过量的盐酸，铁反应生成氯化亚铁，过滤得到铜。滤液合并后通入氯气得氯化铁：
①根据分析A为Fe；B为HCl；故答案为Fe、HCl；
②氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，方程式为：2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3；故答案为2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3