第八章 化学与可持续发展 测试题 （含解析） 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章《化学与可持续发展》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列说法中错误的是（ ）
A．石油、煤、天然气均属于可再生的化石燃料
B．发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石，可减少二氧化硫排放
C．推广使用新能源，可以减少二氧化碳等温室气体的排放
D．太阳能、氢能、风能属于清洁能源
2．下列说法中正确的是
A．溴苯、硝基苯都属于芳香烃
B．煤中含有苯、甲苯等芳香烃，可以通过煤的干馏获得这些芳香烃
C．乙烯的产量是一个国家石油发展水平的标志，工业上可利用石油的裂化来获得乙烯
D．煤的干馏、煤的气化、石油的催化重整都属于化学变化
3．如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图，下列说法不正确的是
A．试剂a是石灰乳
B．电解法制取烧碱的反应属于氧化还原反应
C．电解氯化镁所得金属镁可在CO2气体中冷却
D．粗盐精制过程中，除去粗盐中SO杂质可加入BaCl2溶液
4．实验室按如下过程测量海带中碘的含量，不需要使用的实验装置是
A． B． C． D．
5．化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是
A．糖果中不可添加着色剂 B．过量使用氮肥提高粮食产量
C．蚕丝属于天然高分子化合物 D．过量使用抗生素增强抵抗能力
6．导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是
A．酸雨 B．臭氧层空洞 C．温室效应 D．水体富营养化
7．下列说法不正确的是
A．工业上利用铝热反应可以冶炼铁、钒、铬、锰等金属
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．硫酸钡难溶于水和酸是可用作透视胃肠的内服药剂原因之一
D．工业上燃煤脱硫可采用将煤燃烧后的烟气通过氨水吸收后再排放的方法
8．人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。下列说法正确的是
A．治疗缺铁性贫血的药品中富含 Fe
B．合理调配膳食，对改善缺铁性贫血毫无帮助
C．维生素C可帮助人体将从食物中摄取的Fe转变为Fe
D．无论是否贫血，都可以长期大量食用铁强化酱油，没有副作用
9．化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A．棉花、麻、蚕丝、羊毛都是天然纤维
B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态是物理变化过程
C．新型冠状病毒怕酒精是因为酒精能使蛋白质失去生理活性
D．淀粉在人体内水解生成葡萄糖，提供给人体各种组织的能量需要
10．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中不正确的是
A．甲醛的水溶液虽具有杀菌、防腐的作用，但不能用于食品保鲜、杀菌；
B．84消毒液能杀死新冠病毒是因为能使构成病毒的蛋白质变性；
C．制造光纤的主要材料是二氧化硅，制造太阳能电池板主要材料是硅；
D．煤经过气化和液化两个物理变化，即可变为清洁能源；
11．在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济”原则的是(　　)
①置换反应　②化合反应　③分解反应　④取代反应
⑤加成反应　⑥复分解反应　⑦加聚反应
A．①②⑤ B．②⑤⑦ C．⑥⑦ D．只有⑦
12．下列有关资源开发和利用的说法正确的是（ ）
A．海水制盐后可以利用氯碱工业，电解饱和食盐水制备金属钠
B．海带中的碘是以I-形式存在，向浸泡过海带灰的水中滴加淀粉，有蓝色出现
C．将生活垃圾分类回收，加工、使之再生、再利用，对废旧金属进行回收利用就是保护金属资源的途径之一
D．工业上对煤进行干馏、液化和气化等物理方法处理，目的是降低污染和获得更多化工原料
二、非选择题（共10题）
13．（1）海水中的钠盐、镁盐等都是重要的化工原料，从海水中提取铀、重水对一个国家来说具有战略意义。
①写出氯化镁的电子式__________________________
②重水的摩尔质量为____________________________
③写出金属镁的工业冶炼方程式_____________________
④海水淡化的常见方法有电渗析法、离子交换法、_________________
（2）比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，随队医生即对准受伤部位喷射氯乙烷（沸点12.27℃）进行局部冷冻麻醉应急处理。
①乙烯和氯化氢在一定条件下反应的化学方程式是____________________________
②决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是________（填选项）
A．沸点低 B．沸点高 C．易挥发 D．难挥发
③甲烷与氯气光照下反应生成产物共________种
（3）“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，若把“可燃冰”（用甲烷表示）燃烧在一定条件下改装成原电池，则在原电池的负极发生反应的物质是__________________________
四、解答题
14．（1）下列物质中，可形成酸雨的是______。
A．二氧化硫 B．氟氯代烃
C．二氧化碳 D．甲烷
（2）现有以下几种措施：①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤作燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是________。
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
15．某同学依照如下图所示流程提取海带中的碘元素。
（1）步骤①中灼烧海带所用的仪器是__________（填序号）。
a. 试管 b. 坩埚 c. 烧杯
（2）步骤④中用硫酸酸化的H2O2溶液将I-氧化成I2，反应的离子方程式是
______________________________________________________________。
（3）步骤⑤中采用的分离方法是______________________________。
（4）步骤⑤还可以选用的试剂是_______________（填字母序号）。
a. 苯 b. 乙醇 c. 乙酸 d. 己烷
（5）经步骤⑤得到含I2的CCl4溶液后，继续采取步骤⑥⑦的目的是____________________。
（6）步骤⑦的反应中，当1mol IO3－ 发生反应时，转移电子的物质的量是__________mol。
16．铝用途广泛，用铝土矿(主要成分为Al2O3少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途径：
（1）加入过量硫酸发生反应的离子方程式有____________________、____________________。
（2）步骤II生成滤液B对应离子方程式为____________________。
（3）步骤V中发生反应的化学方程式是____________________
（4）步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为____________________
（5）步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸，发生反应的化学方程式为____________________、____________________。
17．马尾藻和海带中都含丰富的碘，可从中提取碘单质，实验室选取常见的海带设计并进行了以下实验：
(1)操作①的名称为___________。
A．萃取 B．分液 C．蒸发结晶 D．过滤
(2)步骤③中所用的分液漏斗使用前须进行检漏，试简述其操作______。
(3)步骤②加入H2O2和H2SO4溶液，反应的离子方程式为___________。
18．生活污水和某些工业废水中的含氮化合物经转化最终会以硝酸盐的形式进入水体，若大量排放会造成水体富营养化。用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3-的反应原理如右图所示。
（1）下列说法属于水体污染的危害的有______（填字母）。
a．加剧水资源短缺 b．危害人体健康
（2）NO3-中氮元素的化合价为______。
（3）Fe在反应过程中发生的是______（选填“氧化”或“还原”）反应。
（4）将足量铁粉投入某水体样本中，经一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下（其他离子忽略不计）。
离子 Na+ H+ NO3 NH4+ Fe2+
浓度/（mol·L 1） 5.0×10 2 5.0×10 2 6.4×10 1 y 2.4×10 1
表中y ＝______。
19．已知丁烷在催化剂、加热、加压的条件下会以如下两种方式发生裂解：
①C4H10 CH4+C3H6
②C4H10 C2H4+C2H6
现有1 mol丁烷，其中有36％以方式①裂解，有24％以方式②裂解，还有40％没有裂解，则最终所得混合气体的平均摩尔质量是______________________。
20．工业上用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝。
(1)请写出反应的化学方程式_____________________________________________。
(2)现欲冶炼270吨铝，至少需要多少吨氧化铝？__________________________
21．下图是无机物A到M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。其中， I 是由第三周期元素组成的单质中，熔点最高的金属。K是一种红棕色气体。
请回答下列问题
（1）M、F、E、G 四种物质中所含同一种元素，其名称是_____________。
（2）写出反应⑩（溶液 J + G）的离子反应方程式__________________________________。
（3）反应④中被还原的离子和被氧化的离子的物质的量之比是___________。
（4）向M的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，现象是______________________，写出相应的化学方程式_____________________________，_______________________________。
（5）将化合物 D 与 KNO3、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂 K2FeO4（高铁酸钾），同时还生成 KNO2和 H2O 。该反应的的化学方程式是___________________________。
（6）共有120 t 硫铁矿（FeS2）参与反应①冶炼化合物D，最终得到化合物D共16 t，则冶炼D的转化率为_____。
22．某磁铁矿石A的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4)，还含少量的Al2O3、SiO2、Cu2O。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用，工艺流程如下：(已知Cu2O不溶于水和碱，但溶于酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。根据流程回答下列问题：
(1)溶液C的主要成分是_______
(2)操作1用到的主要玻璃仪器是_______
(3)溶液D中加入过量试剂X与金属阳离子所发生反应的离子方程式是_____
(4)在溶液F中滴加NaOH溶液的现象是_____；发生的主要反应为_____、_____
参考答案：
1．A
考查能源以及环境污染与治理的有关判断。
A、石油、煤、天然气均属于不可再生的化石燃料，A不正确；
B、发电厂的燃煤在燃烧时加入适量石灰石，可以结合SO2最终生成硫酸钙，所以可减少二氧化硫排放，B正确；
C、新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，因此推广使用新能源，可以减少二氧化碳等温室气体的排放，C正确；
D、新能源的特点是资源丰富、可以再生、没有污染或很少污染，因此太阳能、氢能、风能属于清洁能源，D正确；
故答案选A。
2．D
A．只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃；溴苯、硝基苯均不属于芳香烃，A错误；
B．煤是复杂混合物，煤的干馏是化学变化，通过干馏可以生成这些芳香烃，B错误；
C．工业上可利用石油的裂解来获得小分子烃，例如乙烯等，C错误；
D．煤的干馏、煤的气化、石油的催化重整都会生成新物质，都属于化学变化，D正确；
故选D。
3．C
从海水中提取的粗盐，经过精制后可用于氯碱工业；提取粗盐后的母液可用于提取金属镁，先在母液中加入石灰乳沉淀镁离子，过滤后，滤渣加入盐酸转为氯化镁溶液，脱水后得到无水氯化镁，最后电解熔融氯化镁可得单质镁。
A．工业上用石灰乳沉淀镁离子，故A不符合题意；
B．电解有元素化合价的升降，故属氧化还原反应，故B不符合题意；
C．单质镁很活泼，在高温条件下可与二氧化碳反应，故金属镁不能在CO2气体中冷却，故C符合题意；
D．粗盐精制过程中，加入BaCl2溶液沉淀粗盐中SO从而除去，故D不符合题意；
综上所述答案为C。
4．A
A．图示装置为分液装置,测量海带中的碘的含量过程中含有灼烧、过滤、溶液配制，滴定基本操作，但没有分液操作，A符合题意；
B．图示装置为固体灼烧装置，灼烧海带需要该装置，B不符合题意；
C．图示装置为过滤装置，过滤海带灰浊液需要该装置，C不符合题意；
D．图示装置为滴定装置，滴定分析需要该装置，D不符合题意；
故选A。
5．C
A．着色剂属于食品添加剂，糖果中可适量添加着色剂，故A错误；
B．适量使用氮肥可提高粮食产量，过量使用氮肥可引起水体、土壤污染，故B错误；
C．蚕丝的成分是蛋白质，属于天然高分子化合物，故C正确；
D．过量使用抗生素会组成免疫力降低，要合理使用抗生素，故D错误；
选C。
6．A
A．酸雨是因为空气中的污染物二氧化硫、氮氧化合物等过多造成的，故A正确；
B．制冷剂“氟里昂”等，对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，故B错误；
C．温室效应的主要气体二氧化碳，主要来自化石燃料的大量使用，故C错误；
D．水体富营养化是氮磷含量过高引起的，故D错误；
故选A。
【点晴】本题熟悉常见有污染物是解题关键，这就要求学生要注意知识的积累与归纳，善于总结。常见污染物为：形成酸雨的主要物质是二氧化硫及氮氧化物；氟氯代烃能造成臭氧空洞；二氧化碳是形成温室效应的主要气体；N、P元素是形成水体富营养化的主要元素；氮氧化物是光化学烟雾；装饰材料挥发出的是甲醛等，据此解答。
7．A
A．工业上不是用铝冶炼铁，A错误；
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，可用于制造信号弹和焰火　，B正确；
C．硫酸钡难溶于水和酸，可用作透视胃肠的内服药剂，C正确；
D．二氧化硫被氨水吸收后防止污染，D正确；
故选A。
8．C
A．治疗缺铁性贫血的药品中富含Fe2+，故A错误；
B．合理调配膳食，膳食中含有一定量铁元素，对改善缺铁性贫血有帮助，故B错误；
C．维生素C具有还原性，可帮助人体将从食物中摄取的Fe转变为Fe，故C正确；
D．无论是否贫血，可以长期适量的食用铁强化酱油，但不能大量食用，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．B
A．棉花、麻、蚕丝、羊毛均是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维，属于天然纤维，故A正确；
B．煤和水蒸气在高温条件下反应生成水煤气的过程为煤的气化，所以煤的气化为化学变化，故B错误；
C．新冠病毒为蛋白质，酒精可使蛋白质发生变性从而失去生理活性，故C正确；
D．淀粉在人体内先水解生成麦芽糖，再水解生成葡萄糖，经肠壁吸收进入血液，提供能量，故D正确；
故答案为B。
10．D
A. 甲醛的水溶液虽具有杀菌、防腐的作用，但是甲醛有毒，不能用于食品保鲜、杀菌，故A正确；
B. 高温能杀死新冠病毒是因为构成病毒的蛋白质受热变性，故B正确；
C. 制造光纤的主要材料是二氧化硅，制造太阳能电池板主要材料是硅，故C正确；
D. 煤的气化和液化都有新物质生成，属于化学变化，故D错误。
故答案选：D。
11．B
化合反应、加成反应以及加聚反应是多种物质生成一种物质，反应物中的所有原子都转化到生成物中，原子利用率达到100%，而复分解反应、分解反应、取代反应以及消去反应的生成物有两种或三种，原子利用率小于100%。
答案选B。
12．C
A. 海水制盐后可以利用氯碱工业，电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，得不到金属钠，A错误；
B. 使淀粉溶液变蓝的是I2，故海带中的碘是以I-形式存在，向浸泡过海带灰的水中滴加淀粉，没有蓝色出现，B错误；
C. 将生活垃圾分类回收，加工、使之再生、再利用，对废旧金属进行回收利用就是保护金属资源的途径之一，C正确；
D. 对煤进行干馏、液化和气化均是化学变化，D错误；
故答案为：C。
13． 20g/mol（单位不写不给分） MgCl2（融熔）Mg+Cl2↑ 蒸馏法 CH2=CH2+HClCH3CH2Cl AC 5 CH4（写名称也可）
(1)①氯化镁阴阳离子间的作用力是离子键，所以氯化镁的电子式为：；
②重水的分子式为：D2O[其中D为核素重氢：12H]，重水D2O的摩尔质量以g/mol为单位数值上等于相对分子质量=20g/mol；
③活泼金属利用电解制得，金属镁利用电解熔融氯化镁得到，反应的化学方程式为：MgCl2(融熔)Mg+Cl2↑；
④从海水中取淡水，有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法等；
(2)①乙烯和氯化氢在一定条件下发生加成反应生成氯乙烷，方程式为：CH2=CH2+HClCH3CH2Cl；
②氯乙烷沸点低、易挥发，使受伤部位皮肤表面温度骤然下降，能减轻伤员的痛感，
故答案为AC；
③甲烷和氯气光照发生取代反应，反应是连锁反应，生成产物为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢共五种物质；
(3)甲烷燃烧可生成二氧化碳和水，被氧化，设计成原电池反应时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，则甲烷应为负极。
14． A C
(1) 含煤燃料的大量燃烧，会产生大量的硫氧化物，是导致硫酸型酸雨形成的罪魁祸首；而氟氯代烃破坏臭氧层；CO2、CH4均属于温室气体。
（2）减少酸雨的重要措施是对煤等燃料进行脱硫处理，或者开发新能源来代替煤等燃料。
(1)SO2溶于雨水生成亚硫酸，进而被空气中的氧气氧化为硫酸，降落到地面即为酸雨；氟氯代烃破坏臭氧层；CO2、CH4均属于温室气体，不能形成酸雨；正确选项A。
(2)二氧化硫是形成酸雨的主要原因，而大气中二氧化硫的主要来源之一是含硫燃料(包括煤、石油、天然气等)的燃烧，所以减少酸雨的重要措施是对煤等燃料进行脱硫处理，或者开发新能源来代替煤等燃料；①②④符合题意，正确选项C。
15． b 2I- +H2O2+2H+＝I2+2H2O 萃取、分液 ad 从I2的CCl4溶液中分离出I2 5
（1）固体灼烧需要在坩埚中进行，所以步骤①中灼烧海带用到的实验仪器是坩埚，答案选b。（2）步骤④中用硫酸酸化的H2O2溶液将I-氧化成I2，反应的离子方程式是2I- +H2O2+2H+＝I2+2H2O；（3）步骤⑤中采用的分离方法是萃取、分液；（4）步骤⑤是萃取，萃取适合于溶质在不同溶剂中的溶解性不同而分离的一种方法，选用的萃取剂的原则是：①和原溶液中的溶剂互不相溶更不能发生化学反应；②溶质在该溶剂中溶解度要远大于原溶剂。乙酸和乙醇都是与水互溶的，所以可以选择的有机溶剂是苯和己烷，答案选ad；（5）由流程图可知，经步骤⑤得到含I2的CCl4溶液后，继续采取步骤⑥⑦的目的是从I2的CCl4溶液中分离出I2；(6) 步骤⑦的反应的化学方程式为IO3—+ 5I-+6H+ +3I2+3H2O，由反应方程式可得关系式为IO3—~5e-，故当1mol发生反应时，转移电子的物质的量是5mol。
16． Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O 4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O 2Al2O3Al + 3O2↑ AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3- Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O
SiO2和硫酸不反应，Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应，向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀．铝土矿中加入硫酸，沉淀A为SiO2，滤液A中含有Al2(SO4)3、Fe(SO4)3，加入过量NaOH，沉淀B为Fe(OH)3，滤液B中含有NaAlO2，通入二氧化碳气体，滤液C中含有碳酸钠或碳酸氢钠，氢氧化铝在加热分解可生成氧化铝。
（1） 铝土矿的主要成分为Al2O3少量SiO2和Fe2O3，其中氧化铝和氧化铁能够溶于硫酸，反应的离子方程式为Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O，故答案为Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O；
（2）根据上述分析，步骤II生成滤液B对应的离子方程式为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O，故答案为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O；
（3）步骤V是电解氧化铝冶炼铝，反应的化学方程式是2Al2O3Al + 3O2↑，故答案为2Al2O3Al + 3O2↑；
（4） 步骤Ⅲ中生成固体C的反应是向滤液B中通入二氧化碳气体，又根据以上分析，滤液B中含有NaAlO2，故反应的离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；故答案：AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；
（5）步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸，其中氧化铝和二氧化硅能够与氢氧化钠溶液反应，反应的化学方程式为Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O；故答案为Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O。
考点：考查了镁、铝的重要化合物；制备实验方案的设计的相关知识。
17． D 关闭分液漏斗活塞，并加入少量水，观察玻璃旋塞处是否漏水，再倒置观察玻璃塞处是否漏水，若均不漏水，则密封良好 H2O2 + 2I- + 2H+=I2 + 2H2O
(1)操作①用于分离不溶性固体和溶液，据此选择；
(2)步骤③中所用的分液漏斗使用前须进行检漏，要检查上口玻璃塞和玻璃旋塞处是否漏液；
(3)步骤②是把碘离子转变成碘分子的过程，据此写反应的离子方程式；
(1)操作①为不溶性固体和溶液的分离，为过滤，据此选择D；
答案为：D；
(2)步骤③中所用的分液漏斗使用前须进行检漏，要检查上口玻璃塞和玻璃旋塞处是否漏液，故检漏操作为：关闭分液漏斗活塞，并加入少量水，观察玻璃旋塞处是否漏水，再倒置观察玻璃塞处是否漏水，若均不漏水，则密封良好；
答案为：关闭分液漏斗活塞，并加入少量水，观察玻璃旋塞处是否漏水，再倒置观察玻璃塞处是否漏水，若均不漏水，则密封良好；
(3)步骤②为H2SO4溶液中H2O2把碘离子氧化为碘分子的过程，则反应的离子方程式H2O2 + 2I- + 2H+=I2 + 2H2O；
答案为：H2O2 + 2I- + 2H+=I2 + 2H2O。
18． a b +5 氧化 6.0×10 2
（1）a．水体污染会加剧水资源短缺，a正确；b．水体污染危害人体健康，b正确；答案选ab；（2）根据化合价代数和为0可知NO3－中氮元素的化合价为+（3×2－1）＝+5。（3）Fe是活泼的金属，在反应过程中失去电子，发生的是氧化反应。（4）忽略氢氧根的浓度根据溶液中电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)+2c(Fe2+)=c(NO3 )，所以y＝（0.64－0.05－0.05－0.24×2）mol/L＝0.06mol/L。
19．36.25 g·mol－1
丁烷催化裂解，其碳链按两种方式断裂，物质转化关系为：C4H10→CH4+C3H6、C4H10→C2H6 +C2H4，裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃为甲烷，丁烷裂解了0.6mol，还有0.4mol未裂解，计算混合气体的物质的量和质量，再根据计算解答。
丁烷不管以何种方式裂解，产物的物质的量都是丁烷物质的量的2倍，且总质量不变；
1mol丁烷（58g），其中有36%以方式①裂解，有24%以方式②裂解，还有40%没有裂解，即丁烷裂解了0.6mol，还有0.4mol未裂解，最终所得混合气体的物质的量为0.6mol×2+0.4mol=1.6mol，质量为58g，故混合气体的平均摩尔质量为=36.25g·mol-1，
故答案为：36.25g·mol-1。
20． 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 510t
电解熔融氧化铝的方法制取金属铝，发生2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑，将铝的质量代入计算即可。
(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑，故答案为2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑；
(2)设需要x吨氧化铝，则
2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
2×102 4×27
x t 270t
因此=，解得：x==510
答：理论上需要氧化铝510t。
21． 铁 3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O 1:3 先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色 Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3 +3KNO3 + 4KOH 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O 20%
FeS2氧化得到二氧化硫和氧化铁，A可以继续被氧化，则A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为Fe2O3；I为第三周期中熔点最高的金属单质，I为Al，则反应⑦为铝单质与氧化铁发生的铝热反应，得到Fe与氧化铝；K是一种红棕色气体，则K为NO2，J为HNO3，J与G反应得到L，L被氧化成为NO2，则G为Fe，H为Al2O3，L为NO，联系反应④：M+H2SO4 →F+NO知，M为Fe(NO3)2，F为铁盐溶液，E为Fe(OH)3，据此分析解答。
FeS2氧化得到二氧化硫和氧化铁，A可以继续被氧化，则A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为Fe2O3；I为第三周期中熔点最高的金属单质，I为Al，则反应⑦为铝单质与氧化铁发生的铝热反应，得到Fe与氧化铝；K是一种红棕色气体，则K为NO2，J为HNO3，J与G反应得到L，L被氧化成为NO2，则G为Fe，H为Al2O3，L为NO，联系反应④：M+H2SO4 →F+NO知，M为Fe(NO3)2，F为铁盐溶液，E为Fe(OH)3。
(1)M、F、E、G 四种物质中所含同一种元素，为Fe，其名称是铁，故答案为铁；
(2)反应⑩为铁与硝酸反应生成硝酸亚铁和一氧化氮，反应的离子反应方程式为3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O，故答案为3Fe + 8H+ + 2NO3 = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O；
(3)反应④为硝酸亚铁与硫酸发生的氧化还原反应，反应中被还原的离子为硝酸根离子，反应生成NO，转移3个电子，被氧化的离子为亚铁离子，反应生成铁离子，转移1个电子，根据得失电子守恒，被还原的硝酸根离子和被氧化的亚铁离子的物质的量之比是1∶3，故答案为1∶3；
(4)向M(硝酸亚铁)的溶液中直接滴加 NaOH 溶液，可以看到的现象为先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色，相应的化学方程式有Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故答案为先产生白色沉淀，很快变为灰绿色，最终变成红褐色；Fe(NO3)2 + 2 NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaNO3；4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3；
(5)化合物Fe2O3与KNO3、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)，同时还生成KNO2和H2O，反应的化学方程式为：Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O，故答案为Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O；
(6)120 t 硫铁矿(FeS2)中含有铁元素120 t×=56t，完全转化为氧化铁能够生成氧化铁的质量为56t×=80t，因此冶炼氧化铁的转化率=×100%=20%，故答案为20%。
22． Na2SiO3、NaAlO2 烧杯，漏斗，玻璃棒 Fe+Cu2+=2Fe+Cu 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 FeSO4+NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
某磁铁矿石A的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4)，还含少量的Al2O3、SiO2、Cu2O，加入氢氧化钠溶液过滤，固体B为Fe3O4和Cu2O，溶液C为偏铝酸钠和硅酸钠溶液，固体B与硫酸溶液反应，生成硫酸亚铁和硫酸铜，过滤后固体E为铜，溶液D中加入过量的试剂C（铁粉），反应后溶液为硫酸亚铁溶液，固体H为过量的铁粉和置换出的铜，加入硫酸溶液过滤，得到溶液F为硫酸亚铁溶液，结合物质的性质分析解答。
(1)杂质中的二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故溶液C的主要成Na2SiO3、NaAlO2，故答案为：Na2SiO3、NaAlO2；
(2)操作1为过滤操作，用到的主要玻璃仪器是烧杯，漏斗，玻璃棒，故答案为：烧杯，漏斗，玻璃棒；
(3)溶液D还有铜离子，加入试剂X为铁，则发生反应的离子方程式是Fe+Cu2+=2Fe+Cu，故答案为：Fe+Cu2+=2Fe+Cu；
(4)溶液F为硫酸亚铁溶液，滴加NaOH溶液生成白色氢氧化亚铁沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；反应为：FeSO4+NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；故答案为：先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色；FeSO4+NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。