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、选择题
1．化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应制得液态金属(或合金)，凝固后，除去焊接点表面的焊渣，实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A．Al与Fe2O3也能发生类似反应
B．焊渣的主要成分是Al(OH)3
C．焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D．若在反应体系中加入低熔点金属，则可形成低熔点液态合金便于焊接
2．某混合物可能含有Al、Cu、、，为探究该混合物成分，某兴趣小组设计如图分析方案。下列分析错误的是
A．固体P一定是纯净物
B．若，则原混合物中可能含有Al
C．蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为、
D．向溶液N中通入足量的，一定可观察到有白色沉淀生成
3．化学与生活息息相关，以下说法正确的是
A．漂白粉、漂白液和漂粉精可用于游泳池等场所的消毒剂
B．Cl2具有漂白性，所以可以漂白有色布条
C．铁生锈过程中未涉及到氧化还原反应
D．铝表面容易生成一层致密的氧化膜，所以铝制品可以长期存放酸性或碱性食物。
4．下列物质无法通过单质与直接化合生成的是
A． B．NO C． D．
5．下列有关“实验操作”、“现象”及“实验结论”都正确的是
选项 实验操作 现象 实验结论
A 将氯气通入到紫色石蕊试液中 观察溶液先变红后褪色 氯气具有漂白性
B 在CO还原，得到的黑色固体中加入盐酸，固体溶解，再加入KSCN溶液 溶液不显血红色 黑色固体一定是Fe
C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 金属铝熔化而不滴落下来 金属铝熔点比氧化铝低
D 分别加热碳酸钠与碳酸氢钠固体 试管内壁均出现水珠 两种固体均受热分解
A．A B．B C．C D．D
6．下列离子方程式书写正确的是：
A．常温下，铝遇到浓硝酸：
B．少量通入NaClO溶液中：
C．向溶液中加入过量NaOH溶液并加热：
D．向溶液中加溶液至中性：
7．下列说法不正确的是
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
D．由镍、铁、碳、钴组成的合金可以制造喷气式飞机的发动机叶片，能承受1100℃的高温
8．下列操作不能达到实验目的的是
选项 目的 操作
A 测定氯水的pH 用玻璃棒蘸取饱和氯水点在置于玻璃片的pH试纸上，稍后与标准比色卡对照
B 检验某溶液中只含不含 先向该溶液中滴加KSCN溶液，再滴加少量氯水
C 制取氢氧化铁胶体 向40 mL沸水中滴加5~6滴饱和溶液，继续煮沸直到形成红褐色液体停止加热
D 验证的还原性强于 向溶液中加入少量氯水，再加，振荡
A．A B．B C．C D．D
9．下列物质对应的俗称错误的是
A．：过氧化氢 B．：纯碱
C．：磁性氧化铁 D．：苛性钠
10．下列物质的俗称与化学式不一致的是
A．熟石灰——CaO B．纯碱——
C．铁红—— D．食盐——NaCl
11．中国传统文化和历史文物中蕴藏着丰富的化学知识，下列说法错误的是
A．“天接云涛连晓雾”中“雾”、“云”属于胶体
B．“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，硝石中含有钾元素
C．“方家以磁石磨针锋，则能指南”中的磁石主要成分为。
D．“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，铁合金的硬度和熔点比纯铁高
12．下列实验现象与氧化还原反应无关的是
A．过氧化钠放置于空气中逐渐变白
B．将生石灰投入溶液中，产生白色沉淀
C．通入硝酸酸化的溶液中，产生白色沉淀
D．将溶液滴入溶液中，产生白色沉淀，最终变为红褐色
二、非选择题
13．Fe与Cl2在一定条件下恰好完全反应。将产物溶于水，置于两支试管中。
(1)向第一支试管中滴加KSCN溶液，溶液呈 色；
(2)向第二支试管中加入足量铁粉，振荡，反应的离子方程式是 ；静置后，取上层清液于另一支试管中，滴加NaOH溶液，可以观察到的现象是 ，反应的化学方程式是 。
14．地壳中含量最多的金属元素是 ，它处于元素周期表的位置是 ， 。将其单质除出表面保护膜后，放入硝酸汞溶液反应一会儿取出，吸干表面溶液静置会观察到的现象是 ，该现象可用化学反应方程式可表示为 ，写出该反应产物分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式： ， 。
15．完成下列化学方程式
（1）过氧化钠与二氧化碳反应
（2）工业制漂白粉
（3）氧化铝溶于氢氧化钠
（4）氢氧化亚铁在空气中被氧化
（5）铁与水蒸气高温下反应
16．向和组成的混合物中加入溶于某浓度的盐酸，恰好完全反应，生成标准状况下，若向反应后的溶液中滴入几滴溶液，溶液不呈红色。试求：
(1)原混合物中的质量为 。
(2)所用盐酸的物质的量浓度是 。(保留3位有效数字)
17．(1)含0.4molAl3+的Al2(SO4)3中所含的的物质的量是 。
(2)0.2molNH3与 gH2O具有相同的氢原子数。
(3)在同温同压下，同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳，原子总数之比为 。
(4)在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体8.96L，质量是16g。此混合物中CO和CO2的物质的量之比是 ，混合气体的平均摩尔质量是 。
(5)200mL0.25mol·L-1的NaOH溶液与足量Al完全反应。计算在标准状况下生成H2的体积为 L
18．把2.0mol/L CuSO4溶液和2.0mol/L H2SO4溶液等体积混合（假设混合后溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和）。则：
(1)混合溶液中H+、Cu2+、的物质的量浓度分别为： ；
(2)向溶液中加入铁粉，足够长的时间后，铁粉有剩余，过滤，此时滤液中的Fe2+的物质的量浓度为 ；
(3)取100mL该滤液，向其中加入适量硝酸，再加入足量氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再变化，得到红棕色的残渣。写出残渣的化学式 ，并计算残渣的质量 （不计操作带来的损失）。
19．有一无色溶液.其中可能含有Fe3+、Al3+、Na+、Mg2+、Cu2+、NH、K+、CO、SO 等离子中的几种（忽略水的电离），为分析其成分，各取此溶液100mL分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示。请回答下列问题：
（1）焰色反应是 （填“物理”或“化学”）变化。
（2）原溶液中一定存在的离子有 （写离子符号，下同），可能存在的离子有 。
（3）实验③中产生的白色沉淀的成分可能是 。
（4）若100mL原溶液中K+的物质的量为0.06mol，则c(Na+)= 。
20．A、B、C、D、X、Y六种物质之间有如图所示转化关系，请回答下列问题。
(1)若X是非金属单质O2，Y是H2O。
①当A为单质，则A不可能是 (填序号)。
a．Na b．Fe c．S d．N2
②当A为非金属氢化物，B是汽车尾气之一，遇空气变红棕色，则A→B的化学方程式为 ；将32g铜与200mL一定浓度的D溶液发生反应，铜完全溶解，产生B和C混合气体的体积为11.2L(标准状况)，待产生的气体全部释放后，向溶液中加入500mL3.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原D溶液的物质的量浓度为 mol/L。
(2)若X是金属单质Fe，Y是苛性钠，A在常温下是一种黄绿色气体，则A与C反应生成B的离子方程式为 ；向C溶液中加入Y溶液，可观察到的现象是 ；B溶液常用于蚀刻印刷电路铜板，若将该反应设计成原电池，负极电极反应式为 。
(3)若X是酸性氧化物CO2，B俗称纯碱，A、B、C、D四种物质的焰色试验均为黄色，请写出A与C反应生成B的离子方程式 。
21．某学习小组欲制备氯水和漂白粉，并利用所制溶液进行相关实验探究。实验装置如图所示。回答有关问题。
(1)装置A中生成氯气的离子方程式为 。
(2)装置B的作用是吸收氯气带出的HCl气体，所装的试剂为 。装置C装入的试剂是蒸馏水，用于制备氯水。装置D中盛有 ，可以在防止氯气泄露污染空气的同时制备漂白粉。
(3)若装置A中用8.7gMnO2与足量浓盐酸混合加热，当MnO2完全反应完，生成的氯气在标况下的体积为 L，则被氧化的HCl的质量是 g，反应中转移的电子为 mol。
(4)小组同学用上述实验中得到的氯水进行如下实验
实验序号 试剂和操作 实验现象 结论
i 在4mLNaBr溶液中加入1mL氯水 溶液变黄色 氯气的氧化性比溴强
ii 在4mLKI溶液中加入实验i所得黄色溶液 溶液变为棕黄色 溴的氧化性比碘强
iii 在滴有酚酞的NaOH溶液中滴加氯水 当氯水滴到一定量时，溶液红色突然褪去 氯水显酸性
根据该小组的实验报告，回答下列问题：
①实验i中发生反应的离子方程式为 。
②实验ii的结论是否严谨？ (填“是”或“否”)，理由是 。
③实验iii中溶液红色褪去的原因，除了酸碱中和反应外，还有一种可能： 。
如要证明到底是什么原因使溶液褪色，还需进一步设计实验验证。
22．绿矾晶体()是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为及少量)，制备绿矾过程如下：
试回答：
(1)操作Ⅰ为 (填写操作名称)。
(2)试剂Y与溶液X反应的离子方程式为 、
(3)操作Ⅲ的顺序依次为： 。
(4)某同学用酸性溶液测定绿矾产品中含量：
a.称取11.5g绿矾产品，溶解，配制成1000mL溶液；
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c.用硫酸酸化的溶液滴定至终点，消耗溶液的体积的平均值为20.00mL。
配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外，还需
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．Fe的活泼性弱于Al，在高温条件下可发生铝热反应，故A正确；
B．焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应得到液体金属，结合元素守恒可知，焊渣的主要成分为Al2O3，故B错误；
C．利用还原性气体(如H2，CO等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固，故C正确；
D．一般合金的熔点低于任一组分金属，加入低熔点金属，可在更低温度下得到液态合金，便于焊接，同时还可以保护焊件金属，故D正确；
故答案选B。
2．D
【分析】M加入过量氢氧化钠，若有铝、氧化铝则转化为偏铝酸钠，铜、氧化铁不反应进入N；N加入过量稀盐酸，氧化铁和盐酸生成氯化铁、氯化铁会与铜生成氯化铜和氯化亚铁，得到固体P，说明铜过量，得到蓝绿色溶液，则说明铁和部分铜转化为氯化铜、氯化亚铁；
解析：A．由分析可知，固体P一定是纯净物铜，A正确；
B．若，则原混合物中可能含有和氢氧化钠反应的铝或氧化铝或两者均有，B正确；
C．由分析可知，蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为、，C正确；
D．若不含铝、氧化铝，则向溶液N中通入足量的，不能观察到白色沉淀生成，D错误；
故选D。
3．A
解析：A．漂白粉、漂白液和漂粉精的主要成分是次氯酸盐，水溶液具有强氧化性可以杀菌消毒，可用于游泳池等场所的消毒剂，故A正确；
B．Cl2不具有漂白性，不能漂白干燥的有色布条，故B错误；
C．铁生锈过程中铁单质发生了价态改变最终转化为氧化铁，涉及到了氧化还原反应，故C错误；
D．铝表面尽管容易生成一层致密的氧化膜，但氧化铝是两性氧化物能与酸或者碱发生反应，故不能用铝制品长期存放酸性或碱性食物，故D错误；
故选A。
4．A
解析：A．硫与氧气直接化合产物为SO2，无法直接得到SO3，故A错误；
B．氮气与氧气在放电条件下直接化合生成NO，故B正确；
C．钠与氧气在点燃条件下燃烧生成Na2O2，故C正确；
D．铝与氧气在点燃的条件下燃烧生成Al2O3，故D正确；
故答案为：A。
5．C
解析：A．将氯气通入到紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色，说明生成的盐酸使石蕊变红，生成的次氯酸使变红的溶液褪色，次氯酸有漂白性，不能说氯气有漂白性，故A错误；
B．黑色固体不一定是铁，可能有四氧化三铁，当四氧化三铁和盐酸反应后生成铁离子，铁与铁离子反应生成亚铁离子，溶液中依然没有铁离子，不能使KSCN溶液变为红色，故B错误；
C．金属铝熔化而不滴落下来，主要是铝的外面是氧化铝，氧化铝熔点比金属铝高，氧化铝像一层膜将铝兜着一样，不能使铝滴落下来，故C正确；
D．试管内壁均出现水珠，可能是固体表面的水分加热时蒸发在试管口凝结成液体，不能说明碳酸钠分解，故D错误。
综上所述，答案为C。
6．D
解析：A．常温下，铝遇到浓硝酸发生钝化，选项A错误；
B．少量通入NaClO溶液中，反应生成氯化钠和硫酸，反应的离子方程式为：，选项B错误；
C．向溶液中加入过量NaOH溶液并加热，反应生成碳酸钠、氨气和水，反应的离子方程式为：，选项C错误；
D．向溶液中加溶液至中性，反应生成硫酸钠、硫酸钡和水，反应的离子方程式为：，选项D正确；
答案选D。
7．A
解析：A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A选；
B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的，故B不选；
C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝容易被氧化形成致密的氧化膜，对内部金属起保护作用，故C不选；
D．由镍、铁、碳、钴组成的合金可以制造喷气式飞机的发动机叶片，能承受1100℃的高温，故D不选。
故选A。
8．A
解析：A．饱和氯水中含有氯气和水生成次氯酸，次氯酸具有漂白性能使pH试纸褪色，不能用pH试纸测氯水的pH值，A错误；
B．先向该溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变血红色，可排除存在，再滴加少量氯水，溶液变血红色，说明溶液含有亚铁离子，B正确；
C．制备氢氧化铁胶体的方法：将饱和氯化铁滴入沸水中，继续加热至液体呈红褐色，C正确；
D．向FeBr2溶液中加入少量氯水，再加CCl4，振荡，下层有机层为无色，说明氯水首先和亚铁离子反应，证明Fe2+的还原性强于Br-，D正确；
故选：A。
9．A
解析：A.，化学名称为过氧化氢，俗称双氧水，错误，B.碳酸钠俗名纯碱，C.四氧化三铁俗称磁性氧化铁，D.氢氧化钠俗称苛性钠，均正确，只有A符合题意，故选A。
10．A
解析：A．熟石灰是氢氧化钙，生石灰是CaO，故A符合题意；
B．纯碱化学式是，又俗称苏打，故B不符合题意；
C．铁红化学式是，故C不符合题意；
D．食盐化学式为NaCl，故D不符合题意；
综上所述，答案为A。
11．D
解析：A．云、雾属于气溶胶，属于胶体的一部分，其中分散质是液体，分散剂是气体，A正确；
B．硝石受热分解，产生紫青色的烟，钾元素焰色反应为紫色，故含有钾元素，故B正确；
C．磁石主要成分为，故C正确；
D．剂钢为铁的合金，其硬度比纯铁大，熔点比纯铁的低，故D错误；
故选D。
12．B
解析：A．过氧化钠和空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，为氧化还原反应，与氧化还原反应有关，A不符合题意；
B．生石灰氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀，没有元素化合价改变，与氧化还原反应无关，B符合题意；
C．氯气和溶液中水生成盐酸和次氯酸为氧化还原反应，盐酸和硝酸银生成氯化银白色沉淀，C不符合题意；
D．将溶液滴入溶液中，产生白色沉淀，最终变为红褐色，反应中生成的氢氧化亚铁和空气中氧气反应转化为氢氧化铁沉淀，与氧化还原反应有关，D不符合题意；
故选B。
二、非选择题
13．(1)血红/红
(2) 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ 产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O═4Fe(OH)3
【分析】Fe跟Cl2在一定条件下恰好完全反应：2Fe＋3Cl22FeCl3产物为FeCl3。
解析：（1）Fe3＋遇SCN-发生反应Fe3＋＋3SCNFe(SCN)3，Fe(SCN)3为血红色。
（2）加入Fe粉反应为：Fe＋2Fe3＋═3Fe2＋，加入NaOH后，发生FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl，Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O═4Fe(OH)3(红褐色)，观察到产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
14． 铝 第三周期 第ⅢA族 表面生出白色毛状物 4Al+3O2=2Al2O3 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
解析：地壳中含量最多的金属元素为Al，为13号元素，位于第三周期，第ⅢA族；铝性质较为活泼，在空气中容易被氧气氧化，发生反应4Al+3O2=2Al2O3，所以可以观察到的现象为表面生出白色毛状物；氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，化学方程式为Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。
15． 2Na2O2+2 CO2=2Na2CO3+O2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
解析：(1)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，方程式为：2Na2O2+2 CO2=2Na2CO3+O2；
(2)工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，
(3)氧化铝溶于氢氧化钠反应方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；
(4)氢氧化亚铁、氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
(5)铁与水蒸气在高温下的反应方程式为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
【点睛】书写工业制漂白粉的离子方程式时要注意，由于用的是石灰乳，所以Ca(OH)2不拆成离子。
16．(1) (2)
解析：（1）设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x 、y ，生成氢气物质的量为：=0.03mol，发生反应：
根据题意，得方程：①x-y = 0.03mol、②56x +160y =3.84g，将①①联立，解得x=0.04mol，y=0.01mol，故m(Fe)=0.04 mol×56 g·mol-1=2.24 g，m(Fe2O3)=0.01 mol×160 g·mol-1=1.6 g；
（2）通过分析可知，溶解完混合物的溶液中仅有FeCl2一种溶质，又因为溶解过程Cl-没有减少，所以溶液中Cl-的物质的量即为原盐酸溶液中HCl的物质的量为：n(HCl)=2n(FeCl2)=2[n(Fe)+2n(Fe2O3)]=2×(0.04+0.01×2)mol=0.12 mol，c(HCl)===1.0 mol·L－1。
17．6mol 5.4 5：3 1：3 40g/mol 1.68
解析：(1)Al2(SO4)3中n(Al3+)∶n()=2∶3，则含0.4mol A13+的Al2(SO4)3中所含的的物质的量=0.4mol×=0.6mol；
(2) 0.2molNH3中含的氢原子的物质的量为0.2mol×3=0.6mol，则与之具有相同氢原子数的H2O的物质的量应为=0.3mol，所以H2O的质量为0.3mol×18g/mol=5.4g；
(3)同温同压下，相同体积的气体物质的量相同，分子数目相同，则物质的量之比为1：1，分子数之比为1：1，甲烷的分子式为CH4，1个分子中含有5个原子，二氧化碳的分子式为CO2，1个分子中含有3个原子，相同物质的量的气体原子数之比为5：3；
(4)CO和CO2组成的混合气体8.96L，物质的量为=0.4mol，令CO和CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则：x+y=0.4 ，28x+44y=16，联立方程组解得：x=0.1，y=0.3，混合物中CO和CO2的物质的量比为0.1mol：0.3mol=1：3；因为混合物的质量是16g，所以混合气体的平均摩尔质量为=40g/mol；
(5)设在标准状况下生成H2的体积为VL，则
解得V=，在标准状况下生成H2的体积为1.68L。
18．(1)c(H+)=2.0mol/L；c(Cu2+)=1.0mol/L；c()=2.0mol/L
(2)2.0mol/L
(3) Fe2O3 16g
解析：（1）把2.0mol L-1CuSO4和2.0mol L-1H2SO4溶液等体积混合，根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，则混合后溶液中c(CuSO4)=×2.0mol/L=1.0mol/L，c(H2SO4)=×2.0mol/L=1.0mol/L，混合后溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×1.0mol/L=2mol/L，c(Cu2+)=c(CuSO4)=1.0mol/L，溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸电离，故 c()=c(CuSO4)+c(H2SO4)=1mol/L+1mol/L=2mol/L；答案为：c(H+)=2.0mol/L；c(Cu2+)=1.0mol/L；c()=2.0mol/L；
（2）向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余，则硫酸铜、硫酸都完全反应，此时溶液中溶质为FeSO4，故c(Fe2+)=c()=2mol/L；答案为：2mol/L；
（3）加入适量硝酸将Fe2+ 氧化为Fe3+，再加入足量氢氧化钠溶液，得到红褐色沉淀是氢氧化铁，加热沉淀氢氧化铁分解，生成Fe2O3，m(Fe2O3)=×2mol/L×0.1L×160g/mol=16g。答案为：Fe2O3；16g。
19．物理 Al3+、Na+、Mg2+、SO K+ Mg(OH)2或Al(OH)3和 Mg(OH)2 0.4mol/L
【分析】溶液焰色反应呈黄色，说明一定含有Na+；过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，溶液中加入过氧化钠固体放出无色无味的气体，同时生成白色沉淀，说明溶液中Al3+、Mg2+至少含有有1种，一定不含Fe3+、Cu2+；溶液加氯化钡和稀盐酸，生成69.9g白色沉淀，白色沉淀一定是硫酸钡，且硫酸钡的物质的量是0.3mol，说明溶液中一定含有0.3mol SO；溶液中滴加过量的氢氧化钠生成白色沉淀，白色沉淀的量先增后减，说明溶液中一定含有Al3+、Mg2+，沉淀最大值是0.2mol，最后剩余沉淀0.1mol，说明溶液中含有0.1mol Al3+、0.1mol Mg2+，加入氢氧化钠不放氨气，说明不含NH，根据离子共存，含有Al3+、Mg2+，则一定不含CO，根据电荷守恒，0.1mol Al3+、0.1mol Mg2+所带正电荷总数小于0.3mol SO所带负电荷总数，由于Na+的量不确定，所以溶液中可能含有带正电荷的K+。
解析：(1)焰色反应没有新物质生成，是物理变化；
(2)根据以上分析，原溶液中一定存在的离子有Al3+、Na+、Mg2+、SO，一定不含Fe3+、Cu2+、CO、NH，可能存在的离子有K+；
(3)实验③中氢氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，若氢氧化钠不足，与Al3+、Mg2+反应生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，若氢氧化钠过量，与Al3+、Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀、偏铝酸钠，产生的白色沉淀的成分可能是Mg(OH)2或Al(OH)3和 Mg(OH)2；
(4)若100mL原溶液中K+的物质的量为0.06mol，根据电荷守，n(Na+)+ n(K+)+2n(Mg2+)+ 3n(Al3+)= 2n(SO )，n（Na+)=0.6-0.06-0.2-0.3=0.04mol，c(Na+)=0.04mol÷0.1L=0.4mol/L。
【点睛】本题考查离子推断，明确离子的性质是解题关键，注意根据电荷守恒判断K+是否存在，溶液中阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数，根据电荷守计算Na+浓度。
20． b 4NH3＋5O24NO＋6H2O 10 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最红变成红褐色 Cu－2e－=Cu2＋ OH－＋HCO=CO＋H2O
解析：(1) ①Fe的氧化物不能与H2O反应，故A不可能是Fe；
②B是汽年尾气之一，遇空气变红棕色，可知B为NO，A为NH3，则A→B的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O；D为硝酸，溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部特化成沉淀时，此时溶液中溶质为NaNO3溶液，由Na元素守恒得n(NaNO3)= n(NaOH)=0.5L×3.0mo/L=1.5mol， 由NO和NO2混合气体的物质的量为0.5mol，根据氮元素守恒得n(HNO3)= n(NaNO3)+ n(NO + NO2)= 1.5mol + 0.5mol=2mol，故原有硝酸的物质的量浓度为2mol/(0.2L)= 10molL。
(2) X是金属单质Fe，Y是苛性钠，A在常温下是一种黄绿色气体，可知A为Cl2， B为FeCl3，C为FeCl2，D为Fe(OH)2，则A与C反应生成B的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－；FeCl2溶液中加入NaOH溶液,先生成Fe(OH)2白色絮状沉淀，Fe(OH)2最终被氧化得Fe(OH)3红褐色沉淀，故现象为生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；FeCl3溶液用于蚀刻印刷电路铜板的离子方程式为：2Fe3+ +Cu= 2Fe2+ +Cu2+，若设计成原电池，负极发生氧化反应为Cu-2e =Cu2+。
(3)依题可知，A为NaOH， B为Na2CO3，C NaHCO3，D为NaCl，A与C生成B 的离子反应方程式为：OH－＋HCO=CO＋H2O。
21．(1)
(2)饱和食盐水 石灰乳
(3) 2.24 7.3 0.2
(4) 否 实验i溶液中可能还有未反应完全的Cl2 强氧化性的HClO与酚酞发生反应
【分析】装置A为二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰和氯气，反应的离子方程式为：，由于浓盐酸会挥发，制取氯气中含有杂质气体HCl，用装置B中饱和食盐水吸收HCl,氯气密度比空气大，用装置C的向上排空气法收集氯气，最后用装置D中Ca(OH)2溶液吸收氯气并制取漂白粉。
解析：（1）装置A为二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰和氯气，反应的离子方程式为：。
（2）装置B的作用是吸收氯气带出的HCl气体，所装的试剂为饱和食盐水；装置C用于制备氯水，应装入的试剂是蒸馏水，装置D中盛有石灰乳，含有溶质质量更大,氯气和Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2制取漂白粉，由于氯气有毒，可防止氯气泄露污染空气。
（3）若装置A中用8.7gMnO2与足量浓盐酸混合加热，MnO2的物质的量为=0.1mol，由方程式可知生成的氯气物质的量为0.1mol，在标况下的体积为2.24L，被氧化的HCl的质量是0.2mol，质量为0.2mol×36.5g/mol=7.3g，Cl元素化合价由-1价上升到0价，生成0.1molCl2，转移0.2mol电子。
（4）①由氧化性：Cl2>Br2，实验i中发生反应的离子方程式为；
②由于实验i溶液中可能还有未反应完全的Cl2，也可以氧化KI，则实验ii的结论不严谨；
③实验iii中溶液红色褪去的原因，有可能是：强氧化性的HClO与酚酞发生反应。
22． 过滤 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 1000mL容量瓶
【分析】烧渣中主要含Fe2O3、FeS、SiO2，经过酸溶和氧气氧化后Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，FeS转化为Fe2(SO4)3和S（由流程得出），SiO2不参与反应，过滤（操作Ⅰ）后滤渣1中主要含S和SiO2，所得溶液X中主要含Fe2(SO4)3和过量H2SO4；由于最终要获得FeSO4·7H2O，故需将溶液X中Fe3+还原为Fe2+，为了不引入新杂质，试剂Y选择Fe粉，经过过滤（操作Ⅱ）后，溶液Z中主要含FeSO4，经过操作Ⅲ获得绿矾晶体，滤渣2主要为过量的Fe。
解析：(1) 操作Ⅰ将滤渣和溶液分离，故为过滤；
(2) 溶液X中主要含Fe2(SO4)3和过量H2SO4，加入Fe（试剂Y）反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)操作Ⅲ为制备晶体的操作，具体步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(4)配制溶液需要用到相应规格的容量瓶，故还需1000 mL容量瓶