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苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法课后复习题
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这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 金属的冶炼方法课后复习题，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
9.1金属的冶炼方法同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有甲、乙、丙三种金属，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时丙为负极；把乙、甲分别浸入稀硫酸中，乙生成氢气的速率更大；把丙浸入乙的硝酸盐溶液中，丙的表面有乙析出。这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、丙、甲
2．下列反应中属于吸热反应的是
A．钠与水的反应 B．铝粉和氧化铁粉末的反应
C．浓硫酸稀释 D．Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl固体的反应
3．下列关于铝及其化合物说法正确的是
A．铝在常温下不能与氧气发生反应
B．铝制品有致密的氧化膜，可长时间盛放酸性或碱性食物
C．铝和氧化铁粉末混合，在一定条件下可发生铝热反应
D．等质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，放出H2的物质的量之比为3∶1
4．用铝热法还原下列氧化物制得金属各1 mol，消耗铝最少的是
A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4
5．根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)
A．反应⑤的离子方程式为Al3++3OH－=Al(OH)3↓
B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3
C．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
D．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)：n(Fe)=3：2
6．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的CO2
D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝
7．下列说法错误的是（ ）
A．地壳里含量最多的非金属元素和含量占第二位的金属元素组成的化合物可能有三种：Fe2O3、FeO、Fe3O4
B．由元素周期表能直接获得元素性质的变化规律
C．元素分为三类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
D．O2与2O的意义一样
8．下列图示与对应的叙述相符的是
A．四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
B．AlCl3溶液滴加NaOH溶液生成沉淀的情况
C．Ba(OH)2溶液中滴加硫酸溶液导电性的情况
D．等体积等浓度稀硫酸分别与足量铁和镁反应的情况
9．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示。下列说法错误的是
（ ）
A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨
B．反应②③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等
C．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
D．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液
10．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．
B．
C．
D．
二、填空题
11．焦炭是工业生产中的重要还原剂和燃料，活性炭用于生活和实验室中通过吸附作用除去有害气体或有毒物质。它们的化学成分都可以看成是碳单质。
(1)红热的焦炭投入浓硝酸中，写出反应的化学方程式 ；
(2)将一定条件下的高锰酸钾溶液与活性炭混合，可发生如下反应（未配平）
_______MnO+_______C+_______H2O——_______MnO2+_______① +CO
则 ① 处应该填入的微粒化学式为 ；
(3)PbO俗称密陀僧或铅黄，将黄色粉末状PbO和足量活性炭充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成。同时，b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。
写出反应管a中发生的所有反应的化学方程式 。
12．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）取ag样品，向其中加入足量的溶液，测得生成气体的体积为bL（标准状况下）。反应的化学方程式为 ；样品中铝的质量是 g。
（2）取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式为 ；氧化铁与铝的质量比是 。
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L（标准状况下），该气体与（1）中所得气体的体积比 。
13．铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛。 “铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
－
I.（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是 （填序号）。
A、浓硫酸 B、稀硫酸 C、稀硝酸 D、氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入6mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：
（1）依题意，请写出熔融物中铁与该稀的硝酸反应的离子方程式：
（2）图中OA段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 。
（3）在BC段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为 ；
（4）熔融物中铝元素的物质的量为 mol。
（5）B点对应的沉淀的物质的量为 mol，A点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL。
14．如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
(1)该实验装置中还缺 ，在试剂使用正确且符合要求的情况下引发铝热反应的操作为 ，写出铝热反应的化学方程式： 。
(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应 (填“能”或“不能”)发生，理由是 。
(3)若将所得产品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的现象是 ，写出铝热反应的一种主要用途： 。
(4)假设铝足量且反应充分，设计一种实验方案，证明本实验中有单质铁生成： 。
15．人们将铝粉和氧化铁的混合物点燃，在高温下反应生成的液态铁用来焊接铁轨，请写出该反应的化学方程式
16．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式 。
(2)写出赤铁矿被一氧化碳还原成铁的化学方程式 。
17．铁元素存在多种价态，且不同价态的铁元素在一定条件下可以相互转化。
(1)①电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板，写出反应的离子方程式为 。腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。
步骤I所加试剂和操作分别为 、 。可实现步骤II转化的物质是 (填一种物质的化学式即可)。
②向FeCl3溶液中加入过量的KI溶液，欲证明溶液中存在可逆反应“”，必须使用的两种试剂分别是 。
(2)向2 mL 1 mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2 mol/L的H2SO4溶液至Fe2+恰好转化为为止，写出反应的离子方程式 。
(3)K2FeO4是一种新型水处理剂，将KOH溶液、KClO溶液与Fe2(SO4)3溶液混合可得到K2FeO4。发生反应的离子方程式为 ，当有1 molK2FeO4生成时，反应中转移的电子数目为 NA。
18．冶炼金属常用以下几种方法：
a．以C、CO或H2作还原剂还原；
b．利用铝热反应原理；
c．电解法；
d．热分解法。
(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？
①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属 ；
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属 ；
③Hg、Ag等不活泼金属 ；
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属 。
(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险，难获得钾，且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表：
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm－3)
Na
97.8
883
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1 413
2.165
KCl
770
1 500
1.984
工业上生产金属钾的化学方程式是：KCl＋NaNaCl＋K。工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？ ；其选择范围是 。
19．如图是某同学在实验室中进行铝热反应的实验装置，实验中他观察到的现象之一为：“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”
该反应的化学方程式是 ，在反应中用到了镁条和氯酸钾，氯酸钾的作用是 ，铝热反应的用途是 。
20．准确称取铝土矿(含、、)样品，放入盛有稀硫酸的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入的溶液，产生沉淀的质量和加入溶液的体积(mL)的关系如图所示
试分析并计算：(写出计算过程)
(1)该铝土矿样品中的质量分数
(2)原稀硫酸中的物质的量浓度
三、实验题
21．一种制备氢氧化铜产品的生产流程如图所示，CuSO4和NaOH恰好完全反应的比例加料。
请回答下列问题：
(1)写出步骤c中发生反应的离子方程式： 。
(2)为保证步骤c中的两种溶液恰好完全反应，x= 。
(3)在反应池中进行步骤c，历时10min，得到的产品质量是 g。
(4)欲用硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)配制0.1mol•L-1的CuSO4溶液480mL，需要 g晶体，应选用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还有 。
(5)下列操作会使所配硫酸铜溶液的物质的量浓度偏低的是 (填字母序号)。
a.用托盘天平称量时，物体和砝码放反了，且使用了游码
b.容量瓶中有少量水
c.定容摇匀时，液面下降又加水
d.定容时俯视刻度线
22．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
—
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答： （填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号）。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol•L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示。试回答下列问题：
（4）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 。
（5）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为 ，上述现象说明溶液中 结合OH-的能力比 强（填离子符号）。
（6）B点对应的沉淀的物质的量为 mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL。
23．人们对金属的合理使用改变了人类的生活。
(1)下列金属被人类大规模开发利用的大致年限：
年限
约6000年前
约2500年前
约230年前
约200年前
金属
Cu
Fe
Mg
Al
下列说法中错误的是_______(选填字母)。
A．铝热生成铁的实验中，氯酸钾起催化作用
B．合金一定由两种或两种以上的金属组成
C．金属在地壳中的含量越高，开发利用的年限越早
D．常采用电解熔融化合物的方法来制备钠、镁、铝等较活泼的金属
(2)某氯化铁样品中含有少量杂质，为测定其中铁元素的质量分数，实验步骤如下：
实验1：取样品mg，加蒸馏水溶解，配制成溶液；
实验2：取出于烧杯中，先加入稍过量的氯水，再加入过量的氨水，过滤，洗涤，得到固体沉淀。
实验3：将固体置于坩埚中，充分加热，得到固体ng。
回答下列问题：
①加入氯水时发生反应的离子方程式 。
②样品中铁元素的质量分数为 。若沉淀灼烧不充分，对最终测量结果的影响： (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)某实验室排放的废水中含铬(成分以存在，浓度为)，现用处理该废水(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)，处理后所得滤渣主要成分为、和。
查阅资料：分解温度为，分解温度为。
①1L的“废水”可氧化FeS mol。
②将滤渣用蒸馏水洗净后，在低温条件下干燥，并将干燥后的固体在(体积比)的混合气体中加热，固体质量随温度变化的曲线如图所示。
A→B固体质量增加的主要原因是 。说明：以上的残留固体为、的混合物。
参考答案：
1．B
【详解】一般来说，作原电池负极的金属活动性较强，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时丙为负极，则金属活动性强弱丙＞甲；把乙、甲分别浸入稀硫酸中，乙生成氢气的速率更大，不同金属与相同的酸反应，金属的活动性越强其生成氢气的速率越大，所以金属活动性强弱：乙＞甲；把丙浸入乙的硝酸盐溶液中，丙的表面有乙析出，说明丙的金属活动性大于乙，通过以上分析知，金属活动性强弱顺序是：丙＞乙＞甲；
故选B。
2．D
【详解】A．钠为活泼金属，与水发生置换反应并放出大量的热，属于放热反应，A不符合题意；
B．铝粉和氧化铁粉末发生铝热反应，铝热反应都是放热反应，B不符合题意；
C．浓硫酸稀释，会放出热量，但不发生化学反应，C不符合题意；
D．Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl固体发生复分解反应，属于吸热反应，D符合题意；
故选D。
3．C
【详解】A．铝在常温下也能与氧气发生反应，只是反应速率比较慢，A不正确；
B．虽然铝制品表面有致密的氧化膜，但由于氧化膜能被酸或碱溶解，所以不可长时间盛放酸性或碱性食物，B不正确；
C．铝和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，在高温条件下可发生铝热反应，C正确；
D．等质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，由于Al都由0价升高到+3价，所以放出H2的物质的量之比为1∶1，D不正确；
故选C。
4．D
【分析】根据化合价的变化判断，化合价变化的数值越小，说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少，则消耗铝的量最少。
【详解】A．MnO2～Mn，生成1molMn，需要4mol电子，消耗molAl；
B．WO3～W，生成1molW，需要6mol电子，消耗2molAl；
C．Cr2O3～Cr，生成1molCr，需要3mol电子，消耗1molAl；
D．Co3O4～Co，生成1molCo，需要mol电子，消耗molAl，
结合以上分析可知，消耗Al最少的是Co3O4；
故答案选：D。
5．D
【详解】A．氨水是弱碱，因此反应⑤的离子方程式为Al3++3NH3∙H2O=Al(OH)3↓+3，故A错误；
B．反应③是2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，氧化剂是硫酸铜、还原剂是铝，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2，故B错误；
C．生成等质量H2时，反应①生成3mol氢气消耗6mol盐酸，反应②生成3mol氢气消耗2mol氢氧化钠溶液，因此反应消耗n(HCl)与n(NaOH)不相同，故C错误；
D．反应③是2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，反应④是2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe，因此两者消耗等量的Al时，生成的n(Cu)：n(Fe)=3：2，故D正确。
综上所述，答案为D。
6．D
【分析】根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，然后进行过滤，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3，加入过量的NaOH，AlCl3→Na［Al(OH)4］，FeCl3→Fe(OH)3，然后进行过滤，除去Fe(OH)3，b溶液为Na［Al(OH)4］，碳酸的酸性强于氢氧化铝，且氢氧化铝不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，然后过滤，得到Al(OH)3沉淀，加热氢氧化铝，使之分解成氧化铝和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。
【详解】A．①过程有不溶的SiO2，需要过滤除去，②过程生成Fe(OH)3沉淀，需要过滤除去，A正确；
B．a含有AlCl3，b含有Na［Al(OH)4］，Al元素的化合价都是+3价，B正确；
C．③中为使Na［Al(OH)4］完全转化成Al(OH)3沉淀，需要通入过量CO2，C正确；
D．根据分析知，c是含有Al(OH)3沉淀的混合物，需要过滤分离出Al(OH)3固体，净化后加热使Al(OH)3分解成氧化铝和水，因此④的操作是过滤、加热，d是Al2O3，D错误；
故选D。
7．D
【详解】A、地壳中含量前几位的分别是氧、硅、铝、铁，故地壳里含量最多的非金属元素是氧元素，含量占第二位的金属元素是铁元素，二者形成的化合物有Fe2O3、FeO、Fe3O4，故A正确；B、元素周期表的信息有原子序数，元素名称，元素符号，相对原子质量，及元素性质的变化规律等，故B正确；C、元素分为三类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素，稀有气体因为它们在空气中含量很少，化学性质极不活泼，十分特殊，因此人们将它单独列出作为一类，故C正确；D、O2表示一个氧分子，2O表示2个氧原子，故D错误；故选D。
8．A
【详解】A．复分解反应一定不属于氧化还原反应，与氧化还原反应不会出现交叉；置换反应一定属于氧化还原反应，应包含在氧化还原反应中；部分的化合反应与分解反应属于氧化还原反应，部分不属于，与氧化还原反应为交叉关系，故A正确；
B．氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液先发生Al3++3OH-═Al(OH)3↓生成沉淀，后发生Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O沉淀溶解至最后消失，由方程式可知，前后NaOH溶液体积之比为3∶1，故其图象为，故B错误；
C．硫酸和氢氧化钡的反应方程式为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O，随着硫酸的加入，溶液体积增大，Ba(OH)2溶液中离子的浓度逐渐减小，恰好反应生成硫酸钡和水时，溶液的导电性几乎为0，随后硫酸过量，溶液的导电性逐渐增强，最终几乎变成硫酸溶液，溶液的导电性几乎不变，图象与实际不相符，故C错误；
D．等体积等浓度稀硫酸中含有的硫酸相等，分别与足量铁和镁反应，硫酸完全反应，生成氢气的体积相等，Mg与硫酸反应速率较快，图象与实际不相符，故D错误；
故选A。
9．D
【分析】题图是一个铝及其化合物的转化关系，按照题图来作答即可，难度一般。
【详解】A.铝和高熔点金属氧化物发生反应得到对应金属单质和氧化铝的反应称为铝热反应，该反应放出大量热量，可以用来在野外焊接铁轨，A项正确；
B.铝和酸碱反应均可放出氢气，并且生成一个氢分子都转移2个电子，因此若产生等量的氢气，转移的电子数一定相等，B项正确；
C.加入冰晶石可以降低氧化铝的熔融温度，原理与合金的熔点比成分金属要低一致，C项正确；
D.若强碱过量则会得到而不是，因此该步骤通常加入氨水这种弱碱，D项错误；
答案选D。
10．D
【详解】A．有强氧化性，与金属反应时，可把金属氧化为最高价，所以与反应生成的是，A错误；
B．电解熔融氯化钠才能制得钠，而电解得到的是NaOH、、，B错误；
C．与溶液发生的反应为，所以生成的是，C错误；
D．CO具有还原性，可将还原为Fe，而Fe与HCl(aq)发生置换反应而生成，D正确；
故合理选项为D。
11．(1)C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O
(2)HCO
(3)PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑
【详解】（1）浓硝酸具有强氧化性，则红热的焦炭投入浓硝酸中反应的化学方程式为C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O；故答案为C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O；
（2）根据反应的方程式可知反应中有碳酸根生成，因此溶液不能显酸性，Mn元素化合价由+7价→+4价，降低3价，C的化合价由0价→+4价，升高4价，最小公倍数为12，即4MnO+3C+H2O→4MnO2+① +CO，依据原子守恒以及所带电荷数，该离子反应为4MnO+3C+H2O=4MnO2+2HCO+CO，故答案为HCO；
（3）b瓶的溶液中出现白色浑浊，说明有CO2生成。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属，则金属应该是Pb，所以反应管a中发生的所有反应的化学方程式有PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑；故答案为PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑。
12．
【分析】（1）铝热剂中只有铝和烧碱反应，因此可以根据氢气的体积来求出铝的物质的量；
（2）铝热反应中消耗的铝和氧化铁的物质的量之比固定为2:1，因此恰好完全反应时其质量之比为；
（3）加入盐酸后，产生的气体是铁与盐酸得到的氢气，再来和（1）中产生的氢气进行比较即可。
【详解】（1）铝热剂中只有铝能与溶液反应 ，产生的氢气物质的量为，而，因此铝的物质的量为，代入其摩尔质量得出质量为；
（2）铝热剂化学方程式为，由方程式可知氧化铁与铝的质量比是；
（3）两份样品均为ag，由铝热反应方程式可知铝与生成的铁的物质的量之比为，因此这个问题相当于等物质的量的铝和铁，与足量稀盐酸反应得到的氢气的物质的量之比，又因；；可得出。
【点睛】本题的第三问也可从电子得失的角度来分析，即不点燃的情况下，最后和酸反应完铝、铁均变成+3价，而点燃后，和酸反应完铝还是+3价，但是铁只能变成+2价了。
13． 合理 NaOH溶液 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ B 8Fe + 30H++ 3NO3－===8 Fe 3+ + 3NH4+ + 9 H2O H＋＋OH－===H2O NH＋OH－===NH3·H2O 0.012 0.048 15
【详解】试题分析：本题考查铁铝及其化合物的性质、化学图象分析和化学计算。I.根据铝热反应的原理、铁铝的性质和题给信息作答。
Ⅱ.理清反应过程，分析图象中的每一段对应的反应，结合题给数据利用守恒思想作答。
解答：I.（1）铝热反应的原理为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，反应过程中生成铁单质，铝粉可能有剩余，结合题给熔点数据和信息：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金，合理。
（2）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铁与氢氧化钠溶液不反应。证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝的实验方案为取少量熔融物于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，看固体是否部分溶解，是否有气体生成。该实验所用试剂是NaOH溶液，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 。
（3）A、常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化，错误；B、铁铝均与稀硫酸反应，生成的氢气对环境无污染，正确；C、稀硝酸 与铁、铝反应有有毒气体NO生成，错误； D、氢氧化钠溶液与铁不反应，错误。选B。
Ⅱ.（1）分析图象知OA段没有沉淀生成，说明硝酸过量，则熔融物中的铁与稀硝酸反应生成硝酸铁，反应过程中无气体生成，则硝酸的还原产物为硝酸铵，利用化合价升降法结合原子守恒、电荷守恒配平，该反应的离子方程式为8Fe + 30H++ 3NO3－===8 Fe 3+ + 3NH4+ + 9 H2O；
（2）OA段发生酸碱中和反应，离子方程式为H＋＋OH－===H2O ；
（3）BC段沉淀的量没有发生变化，NH4NO3和NaOH反应生成硝酸钠和一水合氨，反应的离子方程式为NH4+＋OH－===NH3·H2O ；
（4）由图可知，CD段消耗的氢氧化钠溶液的体积为44mL-42mL=2mL，故参加反应的氢氧化钠为0.002L×6mol/L=0.012mol，根据Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al（OH）3的物质的量为0.012mol，根据铝元素守恒知熔融物中铝元素的物质的量为0.012mol。
（5）AB段发生的反应为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++3OH-=Al（OH）3↓，消耗氢氧化钠的物质的量为（39-15）×10-3L×6mol/L=0.144mol，Al3+的物质的量为0.012mol，消耗氢氧化钠的物质的量为0.036mol，则与Fe3+反应的氢氧化钠的物质的量为0.144-0.036=0.108mol，Fe3+的物质的量为0.036mol，B点铝离子和铁离子恰好完全生成沉淀，根据元素守恒知生成沉淀的物质的量为0.048mol。由图象知A点对应的氢氧化钠溶液的体积为15mL。
14． 镁条 在混合物中间插一根用砂纸打磨过的镁条，然后点燃镁条 Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe 不能 镁比铝活泼，铝不能置换出镁 部分固体溶解，有气泡产生 焊接钢轨或冶炼某些熔点高的金属 取适量反应后的固体混合物，先用NaOH溶液除去铝，再加入稀硫酸，有气泡冒出，说明有铁生成；或用磁铁靠近固体，有固体可被磁铁吸引，说明有铁生成
【详解】(1)观察装置图知，缺少引燃剂镁条，故应在混合物中插入适当长度用砂纸打磨过的镁条，点燃镁条可引发铝热反应，铝热反应的化学方程式：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；
(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg；
(3)若铝过量，剩余的铝及反应生成的氧化铝与NaOH溶液反应，可看到部分固体溶解，且溶液中有气泡产生；
(4)可取适量反应后的固体混合物，先用NaOH溶液除去铝，再加入盐酸或稀硫酸，根据有气泡冒出确定有铁生成；也可用磁铁靠近固体，根据固体可被磁铁吸引判断有铁生成。
15．Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
【详解】氧化铁在高温条件下被铝单质还原生成铁单质和氧化铝，方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
16． Fe3O4 Fe3O4+4CO4CO2+3Fe
【详解】(1) 磁铁矿主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
(2)Fe3O4被一氧化碳还原生成铁和二氧化碳，方程式为Fe3O4+4CO4CO2+3Fe。
17．(1) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 加入过量铁粉 过滤 Cl2 KSCN溶液、淀粉溶液或K4[Fe(CN)6]溶液、苯
(2)
(3) 3
【解析】(1)
①FeCl3溶液检验强氧化性，Cu单质具有还原性，二者会发生氧化还原反应产生FeCl2、CuCl2，从而腐蚀铜箔制造的印刷电路板，该反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
向反应后的废液中加入足量铁粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe= Fe2++Cu，过滤，得到的滤液为FeCl2，向其中通入Cl2，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，从而使FeCl3腐蚀液得到再生，所以步骤I所加试剂是过量Fe粉，操作方法为过滤，实现步骤II转化的物质是Cl2；
②向FeCl3溶液中加入过量的KI溶液，发生可逆反应：，若要证明存在可逆反应，就要检验其中含有铁离子及碘单质。检验其中含有Fe3+，可加入KSCN溶液，会看到溶液变为红色；若要证明溶液中含有I2，可根据I2遇淀粉溶液变为蓝色检验，使用试剂是淀粉溶液；
(2)
在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，被还原为NO气体，同时产生H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为：；
(3)
K2FeO4是一种新型水处理剂，将KOH溶液、KClO溶液与Fe2(SO4)3溶液混合可得到K2FeO4，KClO被还原为KCl，同时产生K2SO4、H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质的拆分原则，可得该反应的离子方程式为：；
根据方程式可知：每反应产生1 mol K2FeO4，Fe元素化合价改变3价，反应过程中电子转移的物质的量是3 mol，则转移的电子数目是3NA。
18．(1) a c d b
(2) 熔点和沸点 801 ℃
【详解】（1）①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属以C、CO或H2作还原剂还原冶炼，故选a；
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属电解法电解NaCl、MgCl2等，故选c；
③Hg、Ag等不活泼金属热分解法，例如热分解HgO，故选d；
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属利用铝热反应原理，故选b；
（2）要进行反应Na＋KCl=NaCl＋K，最佳选择是使K作为气体逸出，而其他物质仍然保留在体系中，这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知，在801 ℃
【详解】在高温的条件下，Al与Fe2O3可发生置换反应生成Al2O3和Fe，反应方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；反应时先点燃镁条，镁条燃烧放热，使氯酸钾分解产生氧气，氧气能促进镁条燃烧，产生大量热，达到高温的条件，在高温的条件下铝热反应得以进行；由于铝热反应放出大量的热，可使生成的Fe熔化为液体，故可利用该反应焊接铁轨，另外，铝热反应过程中放出的热可以使高熔点金属熔化并流出，是冶炼钒、铬、锰等高熔点金属的重要手段。
20．(1)85%
(2)1.75mol/L
【详解】（1）从35ml-45ml加入的溶液完全溶解沉淀，该阶段消耗的，根据方程式及铝元素守恒可知：，该铝土矿样品中的质量分数为。
（2）当加入溶液的体积为时，，根据Na元素及硫酸根守恒：，则原稀硫酸中。
21． Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ 0.2 9.8 12.5 500mL容量瓶、胶头滴管 a、c
【详解】(1)步骤c中和NaOH溶液反应的离子方程式为：，故填；
(2)两种溶液恰好完全反应时，和NaOH的物质的量之比为1∶2，速率相同，相同时间内体积相同，所以，故填0.2；
(3)10min时，体积为=1L，的物质的量为=0.1mol，产品的质量为，故填9.8g
(4)欲配制480mL溶液，因没有480mL容量瓶，实际应配制500mL溶液，需要硫酸铜晶体的质量为。配制时需要的玻璃仪器还有500mL容量瓶、胶头滴管，故填12.5、500mL容量瓶和胶头滴管；
(5)a.用托盘天平称量时，物体和砝码放反了，且使用了游码，称量的固体质量偏小，所配溶液的物质的量浓度偏低；
b.容量瓶中有少量水，无影响；
c.定容摇匀时，液面下降，是由于液体在瓶塞处损耗，对结果无影响，又加水将导致所配溶液的物质的量浓度偏低；
d.定容时俯视刻度线，水加少了，所配溶液的物质的量浓度偏高；
故填ac。
22． 合理 NaOH溶液 2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑ B H++OH-═H2O NH4++OH-═NH3·H2O Al3+、Fe3+、H+ NH4+ 0.032 7
【详解】Ⅰ.（1）铝的熔点比铁低，铝的沸点比Fe的熔点高，生成铁和液态铝可以一起滴落到盛有沙子的容器中形成铁铝合金，所以合理。
（2）铝能和氢氧化钠溶液反应生成气体，而Fe与NaOH溶液不反应，故可以用氢氧化钠检验所得的熔融物中是否含有铝，反应的离子方程式为2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑。
（3）A.浓硫酸易使铁铝钝化，不能使熔融物溶解；
B.在金属活动性顺序表中Fe、Al都处于H的前面，熔融物中Fe、Al都可溶解于稀硫酸中；
C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体；
D.铁与氢氧化钠不反应，不能将熔融物全部溶解；
最好的试剂为稀硫酸，答案为B。
Ⅱ.（4）OC段消耗NaOH，没有沉淀产生，发生的反应是酸碱中和反应，离子方程式为H++OH-═H2O。
（5）DE段消耗NaOH，沉淀的质量没有变化，发生的反应为铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，离子方程式为NH4++OH-═NH3·H2O；根据图象，溶液中最先结合氢氧根离子的是氢离子，然后为铝离子和铁离子，最后结合氢氧根离子的是铵根离子，所以溶液中H+、Fe3+、Al3+结合OH-的能力比NH4+强。
（6）由图可知，EF断消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34mL=2mL，则溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠的物质的量为0.002L×4mol/L=0.008mol，根据方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝的物质的量为0.008mol，根据Al守恒，熔融物中铝的物质的量为0.008mol；NH4+消耗NaOH物质的量为4mol/L×(0.034L-0.031L)=0.012mol，根据反应NH4++OH-═NH3·H2O，NH4+物质的量为0.012mol；由于硝酸过量，铁反应后生成硝酸铁，根据电子守恒，3n(Fe)+0.008mol×3=0.012mol×8，解得n（Fe）=0.024mol，根据Fe守恒，反应生成氢氧化铁的物质的量为0.024mol，生成沉淀的总物质的量为0.008mol+0.024mol=0.032mol；滴加氢氧化钠体积为31mL时，氢离子、铝离子、铁离子都反应，则C点氢氧化钠溶液的体积为0.031L-0.024mol×3÷4mol/L-0.008mol×3÷4mol/L=0.007L=7mL。
23．(1)ABC
(2) 2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl- 偏大
(3) 加热生成硫酸铁导致
【分析】某氯化铁样品溶解后加入氯水二价铁转化为三价铁，加入氨水生成氢氧化铁沉淀，煅烧生成氧化铁；
用处理该废水(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)，发生还原反应、发生氧化反应，处理后所得滤渣主要成分为、和；、加热分解生成、为质量减小的过程，加热生成硫酸铁、硫酸铁强热分解为氧化铁，最终以上的残留固体为、的混合物。
（1）
A．铝热生成铁的实验中，氯酸钾可以反应生成氧气，氧气可以促进镁的燃烧放出大量热为铝热反应提供热量，A错误；
B．合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特性的物质；故合金不一定由两种或两种以上的金属组成，B错误；
C．金属在地壳中的含量与开发利用的年限无关，与金属的活动性有关，C错误；
D．钠、镁、铝等较活泼的金属制取较为困难，常采用电解熔融化合物的方法来制备钠、镁、铝等较活泼的金属，D正确；
故选ABC；
（2）
①加入氯水时，氯水中氯气和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，反应的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl-；
②加入氯水二价铁转化为三价铁，加入氨水生成氢氧化铁沉淀，煅烧生成氧化铁，反应前后铁元素质量不变，则样品中铁元素的质量分数为 ；若沉淀灼烧不充分，则部分氢氧化铁没有分解，导致剩余固体质量偏大，最终测量结果偏大；
（3）
①由题干可知，中铬元素化合价由+6变为+3，中铁、硫元素化合价分别由+2变为+3、-2变为+6，由电子守恒可知，，
1L的“废水”中的物质的量为，可氧化FeSmol。
②滤渣主要成分为、和；已知，分解温度为，分解温度为；以上的残留固体为、的混合物，、加热分解生成、为质量减小的过程，加热生成硫酸铁、硫酸铁强热分解为氧化铁，故A→B固体质量增加的主要原因是加热生成硫酸铁导致。
9.1金属的冶炼方法同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有甲、乙、丙三种金属，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时丙为负极；把乙、甲分别浸入稀硫酸中，乙生成氢气的速率更大；把丙浸入乙的硝酸盐溶液中，丙的表面有乙析出。这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲
C．丙、甲、乙 D．乙、丙、甲
2．下列反应中属于吸热反应的是
A．钠与水的反应 B．铝粉和氧化铁粉末的反应
C．浓硫酸稀释 D．Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl固体的反应
3．下列关于铝及其化合物说法正确的是
A．铝在常温下不能与氧气发生反应
B．铝制品有致密的氧化膜，可长时间盛放酸性或碱性食物
C．铝和氧化铁粉末混合，在一定条件下可发生铝热反应
D．等质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，放出H2的物质的量之比为3∶1
4．用铝热法还原下列氧化物制得金属各1 mol，消耗铝最少的是
A．MnO2 B．WO3 C．Cr2O3 D．Co3O4
5．根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)
A．反应⑤的离子方程式为Al3++3OH－=Al(OH)3↓
B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3
C．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
D．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)：n(Fe)=3：2
6．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的CO2
D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝
7．下列说法错误的是（ ）
A．地壳里含量最多的非金属元素和含量占第二位的金属元素组成的化合物可能有三种：Fe2O3、FeO、Fe3O4
B．由元素周期表能直接获得元素性质的变化规律
C．元素分为三类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
D．O2与2O的意义一样
8．下列图示与对应的叙述相符的是
A．四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
B．AlCl3溶液滴加NaOH溶液生成沉淀的情况
C．Ba(OH)2溶液中滴加硫酸溶液导电性的情况
D．等体积等浓度稀硫酸分别与足量铁和镁反应的情况
9．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示。下列说法错误的是
（ ）
A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨
B．反应②③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等
C．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
D．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液
10．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．
B．
C．
D．
二、填空题
11．焦炭是工业生产中的重要还原剂和燃料，活性炭用于生活和实验室中通过吸附作用除去有害气体或有毒物质。它们的化学成分都可以看成是碳单质。
(1)红热的焦炭投入浓硝酸中，写出反应的化学方程式 ；
(2)将一定条件下的高锰酸钾溶液与活性炭混合，可发生如下反应（未配平）
_______MnO+_______C+_______H2O——_______MnO2+_______① +CO
则 ① 处应该填入的微粒化学式为 ；
(3)PbO俗称密陀僧或铅黄，将黄色粉末状PbO和足量活性炭充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器。实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成。同时，b瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。
写出反应管a中发生的所有反应的化学方程式 。
12．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）取ag样品，向其中加入足量的溶液，测得生成气体的体积为bL（标准状况下）。反应的化学方程式为 ；样品中铝的质量是 g。
（2）取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式为 ；氧化铁与铝的质量比是 。
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L（标准状况下），该气体与（1）中所得气体的体积比 。
13．铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛。 “铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
－
I.（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是 （填序号）。
A、浓硫酸 B、稀硫酸 C、稀硝酸 D、氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入6mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：
（1）依题意，请写出熔融物中铁与该稀的硝酸反应的离子方程式：
（2）图中OA段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 。
（3）在BC段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为 ；
（4）熔融物中铝元素的物质的量为 mol。
（5）B点对应的沉淀的物质的量为 mol，A点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL。
14．如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
(1)该实验装置中还缺 ，在试剂使用正确且符合要求的情况下引发铝热反应的操作为 ，写出铝热反应的化学方程式： 。
(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应 (填“能”或“不能”)发生，理由是 。
(3)若将所得产品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的现象是 ，写出铝热反应的一种主要用途： 。
(4)假设铝足量且反应充分，设计一种实验方案，证明本实验中有单质铁生成： 。
15．人们将铝粉和氧化铁的混合物点燃，在高温下反应生成的液态铁用来焊接铁轨，请写出该反应的化学方程式
16．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式 。
(2)写出赤铁矿被一氧化碳还原成铁的化学方程式 。
17．铁元素存在多种价态，且不同价态的铁元素在一定条件下可以相互转化。
(1)①电子工业中，人们常用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板，写出反应的离子方程式为 。腐蚀结束后，通过以下两步可分离出铜，并实现FeCl3溶液再生。
步骤I所加试剂和操作分别为 、 。可实现步骤II转化的物质是 (填一种物质的化学式即可)。
②向FeCl3溶液中加入过量的KI溶液，欲证明溶液中存在可逆反应“”，必须使用的两种试剂分别是 。
(2)向2 mL 1 mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2 mol/L的H2SO4溶液至Fe2+恰好转化为为止，写出反应的离子方程式 。
(3)K2FeO4是一种新型水处理剂，将KOH溶液、KClO溶液与Fe2(SO4)3溶液混合可得到K2FeO4。发生反应的离子方程式为 ，当有1 molK2FeO4生成时，反应中转移的电子数目为 NA。
18．冶炼金属常用以下几种方法：
a．以C、CO或H2作还原剂还原；
b．利用铝热反应原理；
c．电解法；
d．热分解法。
(1)下列金属各采用哪种方法冶炼最佳？
①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属 ；
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属 ；
③Hg、Ag等不活泼金属 ；
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属 。
(2)工业上生产钾不能用电解熔融KCl的方法制得，因金属钾易溶于熔融态的KCl中而有危险，难获得钾，且降低电解效率。现生产钾是用金属钠和熔化的KCl反应制取。有关数据如下表：
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm－3)
Na
97.8
883
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1 413
2.165
KCl
770
1 500
1.984
工业上生产金属钾的化学方程式是：KCl＋NaNaCl＋K。工业上制金属钾主要运用到上表所列的哪些物理常数？ ；其选择范围是 。
19．如图是某同学在实验室中进行铝热反应的实验装置，实验中他观察到的现象之一为：“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”
该反应的化学方程式是 ，在反应中用到了镁条和氯酸钾，氯酸钾的作用是 ，铝热反应的用途是 。
20．准确称取铝土矿(含、、)样品，放入盛有稀硫酸的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入的溶液，产生沉淀的质量和加入溶液的体积(mL)的关系如图所示
试分析并计算：(写出计算过程)
(1)该铝土矿样品中的质量分数
(2)原稀硫酸中的物质的量浓度
三、实验题
21．一种制备氢氧化铜产品的生产流程如图所示，CuSO4和NaOH恰好完全反应的比例加料。
请回答下列问题：
(1)写出步骤c中发生反应的离子方程式： 。
(2)为保证步骤c中的两种溶液恰好完全反应，x= 。
(3)在反应池中进行步骤c，历时10min，得到的产品质量是 g。
(4)欲用硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)配制0.1mol•L-1的CuSO4溶液480mL，需要 g晶体，应选用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还有 。
(5)下列操作会使所配硫酸铜溶液的物质的量浓度偏低的是 (填字母序号)。
a.用托盘天平称量时，物体和砝码放反了，且使用了游码
b.容量瓶中有少量水
c.定容摇匀时，液面下降又加水
d.定容时俯视刻度线
22．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
—
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答： （填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号）。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol•L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示。试回答下列问题：
（4）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 。
（5）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为 ，上述现象说明溶液中 结合OH-的能力比 强（填离子符号）。
（6）B点对应的沉淀的物质的量为 mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL。
23．人们对金属的合理使用改变了人类的生活。
(1)下列金属被人类大规模开发利用的大致年限：
年限
约6000年前
约2500年前
约230年前
约200年前
金属
Cu
Fe
Mg
Al
下列说法中错误的是_______(选填字母)。
A．铝热生成铁的实验中，氯酸钾起催化作用
B．合金一定由两种或两种以上的金属组成
C．金属在地壳中的含量越高，开发利用的年限越早
D．常采用电解熔融化合物的方法来制备钠、镁、铝等较活泼的金属
(2)某氯化铁样品中含有少量杂质，为测定其中铁元素的质量分数，实验步骤如下：
实验1：取样品mg，加蒸馏水溶解，配制成溶液；
实验2：取出于烧杯中，先加入稍过量的氯水，再加入过量的氨水，过滤，洗涤，得到固体沉淀。
实验3：将固体置于坩埚中，充分加热，得到固体ng。
回答下列问题：
①加入氯水时发生反应的离子方程式 。
②样品中铁元素的质量分数为 。若沉淀灼烧不充分，对最终测量结果的影响： (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)某实验室排放的废水中含铬(成分以存在，浓度为)，现用处理该废水(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)，处理后所得滤渣主要成分为、和。
查阅资料：分解温度为，分解温度为。
①1L的“废水”可氧化FeS mol。
②将滤渣用蒸馏水洗净后，在低温条件下干燥，并将干燥后的固体在(体积比)的混合气体中加热，固体质量随温度变化的曲线如图所示。
A→B固体质量增加的主要原因是 。说明：以上的残留固体为、的混合物。
参考答案：
1．B
【详解】一般来说，作原电池负极的金属活动性较强，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时丙为负极，则金属活动性强弱丙＞甲；把乙、甲分别浸入稀硫酸中，乙生成氢气的速率更大，不同金属与相同的酸反应，金属的活动性越强其生成氢气的速率越大，所以金属活动性强弱：乙＞甲；把丙浸入乙的硝酸盐溶液中，丙的表面有乙析出，说明丙的金属活动性大于乙，通过以上分析知，金属活动性强弱顺序是：丙＞乙＞甲；
故选B。
2．D
【详解】A．钠为活泼金属，与水发生置换反应并放出大量的热，属于放热反应，A不符合题意；
B．铝粉和氧化铁粉末发生铝热反应，铝热反应都是放热反应，B不符合题意；
C．浓硫酸稀释，会放出热量，但不发生化学反应，C不符合题意；
D．Ba(OH)2`8H2O和NH4Cl固体发生复分解反应，属于吸热反应，D符合题意；
故选D。
3．C
【详解】A．铝在常温下也能与氧气发生反应，只是反应速率比较慢，A不正确；
B．虽然铝制品表面有致密的氧化膜，但由于氧化膜能被酸或碱溶解，所以不可长时间盛放酸性或碱性食物，B不正确；
C．铝和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，在高温条件下可发生铝热反应，C正确；
D．等质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，由于Al都由0价升高到+3价，所以放出H2的物质的量之比为1∶1，D不正确；
故选C。
4．D
【分析】根据化合价的变化判断，化合价变化的数值越小，说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少，则消耗铝的量最少。
【详解】A．MnO2～Mn，生成1molMn，需要4mol电子，消耗molAl；
B．WO3～W，生成1molW，需要6mol电子，消耗2molAl；
C．Cr2O3～Cr，生成1molCr，需要3mol电子，消耗1molAl；
D．Co3O4～Co，生成1molCo，需要mol电子，消耗molAl，
结合以上分析可知，消耗Al最少的是Co3O4；
故答案选：D。
5．D
【详解】A．氨水是弱碱，因此反应⑤的离子方程式为Al3++3NH3∙H2O=Al(OH)3↓+3，故A错误；
B．反应③是2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，氧化剂是硫酸铜、还原剂是铝，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2，故B错误；
C．生成等质量H2时，反应①生成3mol氢气消耗6mol盐酸，反应②生成3mol氢气消耗2mol氢氧化钠溶液，因此反应消耗n(HCl)与n(NaOH)不相同，故C错误；
D．反应③是2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，反应④是2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe，因此两者消耗等量的Al时，生成的n(Cu)：n(Fe)=3：2，故D正确。
综上所述，答案为D。
6．D
【分析】根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，然后进行过滤，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3，加入过量的NaOH，AlCl3→Na［Al(OH)4］，FeCl3→Fe(OH)3，然后进行过滤，除去Fe(OH)3，b溶液为Na［Al(OH)4］，碳酸的酸性强于氢氧化铝，且氢氧化铝不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，然后过滤，得到Al(OH)3沉淀，加热氢氧化铝，使之分解成氧化铝和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。
【详解】A．①过程有不溶的SiO2，需要过滤除去，②过程生成Fe(OH)3沉淀，需要过滤除去，A正确；
B．a含有AlCl3，b含有Na［Al(OH)4］，Al元素的化合价都是+3价，B正确；
C．③中为使Na［Al(OH)4］完全转化成Al(OH)3沉淀，需要通入过量CO2，C正确；
D．根据分析知，c是含有Al(OH)3沉淀的混合物，需要过滤分离出Al(OH)3固体，净化后加热使Al(OH)3分解成氧化铝和水，因此④的操作是过滤、加热，d是Al2O3，D错误；
故选D。
7．D
【详解】A、地壳中含量前几位的分别是氧、硅、铝、铁，故地壳里含量最多的非金属元素是氧元素，含量占第二位的金属元素是铁元素，二者形成的化合物有Fe2O3、FeO、Fe3O4，故A正确；B、元素周期表的信息有原子序数，元素名称，元素符号，相对原子质量，及元素性质的变化规律等，故B正确；C、元素分为三类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素，稀有气体因为它们在空气中含量很少，化学性质极不活泼，十分特殊，因此人们将它单独列出作为一类，故C正确；D、O2表示一个氧分子，2O表示2个氧原子，故D错误；故选D。
8．A
【详解】A．复分解反应一定不属于氧化还原反应，与氧化还原反应不会出现交叉；置换反应一定属于氧化还原反应，应包含在氧化还原反应中；部分的化合反应与分解反应属于氧化还原反应，部分不属于，与氧化还原反应为交叉关系，故A正确；
B．氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液先发生Al3++3OH-═Al(OH)3↓生成沉淀，后发生Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O沉淀溶解至最后消失，由方程式可知，前后NaOH溶液体积之比为3∶1，故其图象为，故B错误；
C．硫酸和氢氧化钡的反应方程式为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O，随着硫酸的加入，溶液体积增大，Ba(OH)2溶液中离子的浓度逐渐减小，恰好反应生成硫酸钡和水时，溶液的导电性几乎为0，随后硫酸过量，溶液的导电性逐渐增强，最终几乎变成硫酸溶液，溶液的导电性几乎不变，图象与实际不相符，故C错误；
D．等体积等浓度稀硫酸中含有的硫酸相等，分别与足量铁和镁反应，硫酸完全反应，生成氢气的体积相等，Mg与硫酸反应速率较快，图象与实际不相符，故D错误；
故选A。
9．D
【分析】题图是一个铝及其化合物的转化关系，按照题图来作答即可，难度一般。
【详解】A.铝和高熔点金属氧化物发生反应得到对应金属单质和氧化铝的反应称为铝热反应，该反应放出大量热量，可以用来在野外焊接铁轨，A项正确；
B.铝和酸碱反应均可放出氢气，并且生成一个氢分子都转移2个电子，因此若产生等量的氢气，转移的电子数一定相等，B项正确；
C.加入冰晶石可以降低氧化铝的熔融温度，原理与合金的熔点比成分金属要低一致，C项正确；
D.若强碱过量则会得到而不是，因此该步骤通常加入氨水这种弱碱，D项错误；
答案选D。
10．D
【详解】A．有强氧化性，与金属反应时，可把金属氧化为最高价，所以与反应生成的是，A错误；
B．电解熔融氯化钠才能制得钠，而电解得到的是NaOH、、，B错误；
C．与溶液发生的反应为，所以生成的是，C错误；
D．CO具有还原性，可将还原为Fe，而Fe与HCl(aq)发生置换反应而生成，D正确；
故合理选项为D。
11．(1)C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O
(2)HCO
(3)PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑
【详解】（1）浓硝酸具有强氧化性，则红热的焦炭投入浓硝酸中反应的化学方程式为C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O；故答案为C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O；
（2）根据反应的方程式可知反应中有碳酸根生成，因此溶液不能显酸性，Mn元素化合价由+7价→+4价，降低3价，C的化合价由0价→+4价，升高4价，最小公倍数为12，即4MnO+3C+H2O→4MnO2+① +CO，依据原子守恒以及所带电荷数，该离子反应为4MnO+3C+H2O=4MnO2+2HCO+CO，故答案为HCO；
（3）b瓶的溶液中出现白色浑浊，说明有CO2生成。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。此时，管中的熔融物凝固成银白色金属，则金属应该是Pb，所以反应管a中发生的所有反应的化学方程式有PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑；故答案为PbO+CPb+CO↑、PbO+COPb+CO2、CO2+C2CO、2PbO+C2Pb+CO2↑。
12．
【分析】（1）铝热剂中只有铝和烧碱反应，因此可以根据氢气的体积来求出铝的物质的量；
（2）铝热反应中消耗的铝和氧化铁的物质的量之比固定为2:1，因此恰好完全反应时其质量之比为；
（3）加入盐酸后，产生的气体是铁与盐酸得到的氢气，再来和（1）中产生的氢气进行比较即可。
【详解】（1）铝热剂中只有铝能与溶液反应 ，产生的氢气物质的量为，而，因此铝的物质的量为，代入其摩尔质量得出质量为；
（2）铝热剂化学方程式为，由方程式可知氧化铁与铝的质量比是；
（3）两份样品均为ag，由铝热反应方程式可知铝与生成的铁的物质的量之比为，因此这个问题相当于等物质的量的铝和铁，与足量稀盐酸反应得到的氢气的物质的量之比，又因；；可得出。
【点睛】本题的第三问也可从电子得失的角度来分析，即不点燃的情况下，最后和酸反应完铝、铁均变成+3价，而点燃后，和酸反应完铝还是+3价，但是铁只能变成+2价了。
13． 合理 NaOH溶液 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ B 8Fe + 30H++ 3NO3－===8 Fe 3+ + 3NH4+ + 9 H2O H＋＋OH－===H2O NH＋OH－===NH3·H2O 0.012 0.048 15
【详解】试题分析：本题考查铁铝及其化合物的性质、化学图象分析和化学计算。I.根据铝热反应的原理、铁铝的性质和题给信息作答。
Ⅱ.理清反应过程，分析图象中的每一段对应的反应，结合题给数据利用守恒思想作答。
解答：I.（1）铝热反应的原理为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，反应过程中生成铁单质，铝粉可能有剩余，结合题给熔点数据和信息：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金，合理。
（2）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铁与氢氧化钠溶液不反应。证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝的实验方案为取少量熔融物于试管中，向其中滴加氢氧化钠溶液，看固体是否部分溶解，是否有气体生成。该实验所用试剂是NaOH溶液，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 。
（3）A、常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化，错误；B、铁铝均与稀硫酸反应，生成的氢气对环境无污染，正确；C、稀硝酸 与铁、铝反应有有毒气体NO生成，错误； D、氢氧化钠溶液与铁不反应，错误。选B。
Ⅱ.（1）分析图象知OA段没有沉淀生成，说明硝酸过量，则熔融物中的铁与稀硝酸反应生成硝酸铁，反应过程中无气体生成，则硝酸的还原产物为硝酸铵，利用化合价升降法结合原子守恒、电荷守恒配平，该反应的离子方程式为8Fe + 30H++ 3NO3－===8 Fe 3+ + 3NH4+ + 9 H2O；
（2）OA段发生酸碱中和反应，离子方程式为H＋＋OH－===H2O ；
（3）BC段沉淀的量没有发生变化，NH4NO3和NaOH反应生成硝酸钠和一水合氨，反应的离子方程式为NH4+＋OH－===NH3·H2O ；
（4）由图可知，CD段消耗的氢氧化钠溶液的体积为44mL-42mL=2mL，故参加反应的氢氧化钠为0.002L×6mol/L=0.012mol，根据Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O可知，Al（OH）3的物质的量为0.012mol，根据铝元素守恒知熔融物中铝元素的物质的量为0.012mol。
（5）AB段发生的反应为Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++3OH-=Al（OH）3↓，消耗氢氧化钠的物质的量为（39-15）×10-3L×6mol/L=0.144mol，Al3+的物质的量为0.012mol，消耗氢氧化钠的物质的量为0.036mol，则与Fe3+反应的氢氧化钠的物质的量为0.144-0.036=0.108mol，Fe3+的物质的量为0.036mol，B点铝离子和铁离子恰好完全生成沉淀，根据元素守恒知生成沉淀的物质的量为0.048mol。由图象知A点对应的氢氧化钠溶液的体积为15mL。
14． 镁条 在混合物中间插一根用砂纸打磨过的镁条，然后点燃镁条 Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe 不能 镁比铝活泼，铝不能置换出镁 部分固体溶解，有气泡产生 焊接钢轨或冶炼某些熔点高的金属 取适量反应后的固体混合物，先用NaOH溶液除去铝，再加入稀硫酸，有气泡冒出，说明有铁生成；或用磁铁靠近固体，有固体可被磁铁吸引，说明有铁生成
【详解】(1)观察装置图知，缺少引燃剂镁条，故应在混合物中插入适当长度用砂纸打磨过的镁条，点燃镁条可引发铝热反应，铝热反应的化学方程式：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；
(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg；
(3)若铝过量，剩余的铝及反应生成的氧化铝与NaOH溶液反应，可看到部分固体溶解，且溶液中有气泡产生；
(4)可取适量反应后的固体混合物，先用NaOH溶液除去铝，再加入盐酸或稀硫酸，根据有气泡冒出确定有铁生成；也可用磁铁靠近固体，根据固体可被磁铁吸引判断有铁生成。
15．Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
【详解】氧化铁在高温条件下被铝单质还原生成铁单质和氧化铝，方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
16． Fe3O4 Fe3O4+4CO4CO2+3Fe
【详解】(1) 磁铁矿主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
(2)Fe3O4被一氧化碳还原生成铁和二氧化碳，方程式为Fe3O4+4CO4CO2+3Fe。
17．(1) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 加入过量铁粉 过滤 Cl2 KSCN溶液、淀粉溶液或K4[Fe(CN)6]溶液、苯
(2)
(3) 3
【解析】(1)
①FeCl3溶液检验强氧化性，Cu单质具有还原性，二者会发生氧化还原反应产生FeCl2、CuCl2，从而腐蚀铜箔制造的印刷电路板，该反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
向反应后的废液中加入足量铁粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+；Cu2++Fe= Fe2++Cu，过滤，得到的滤液为FeCl2，向其中通入Cl2，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3，从而使FeCl3腐蚀液得到再生，所以步骤I所加试剂是过量Fe粉，操作方法为过滤，实现步骤II转化的物质是Cl2；
②向FeCl3溶液中加入过量的KI溶液，发生可逆反应：，若要证明存在可逆反应，就要检验其中含有铁离子及碘单质。检验其中含有Fe3+，可加入KSCN溶液，会看到溶液变为红色；若要证明溶液中含有I2，可根据I2遇淀粉溶液变为蓝色检验，使用试剂是淀粉溶液；
(2)
在酸性条件下具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，被还原为NO气体，同时产生H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为：；
(3)
K2FeO4是一种新型水处理剂，将KOH溶液、KClO溶液与Fe2(SO4)3溶液混合可得到K2FeO4，KClO被还原为KCl，同时产生K2SO4、H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质的拆分原则，可得该反应的离子方程式为：；
根据方程式可知：每反应产生1 mol K2FeO4，Fe元素化合价改变3价，反应过程中电子转移的物质的量是3 mol，则转移的电子数目是3NA。
18．(1) a c d b
(2) 熔点和沸点 801 ℃
【详解】（1）①Fe、Zn、Cu等较不活泼金属以C、CO或H2作还原剂还原冶炼，故选a；
②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属电解法电解NaCl、MgCl2等，故选c；
③Hg、Ag等不活泼金属热分解法，例如热分解HgO，故选d；
④V、Cr、Mn、W等高熔点金属利用铝热反应原理，故选b；
（2）要进行反应Na＋KCl=NaCl＋K，最佳选择是使K作为气体逸出，而其他物质仍然保留在体系中，这样，根据化学平衡，反应可不断正向进行。根据表中数据可知，在801 ℃
【详解】在高温的条件下，Al与Fe2O3可发生置换反应生成Al2O3和Fe，反应方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；反应时先点燃镁条，镁条燃烧放热，使氯酸钾分解产生氧气，氧气能促进镁条燃烧，产生大量热，达到高温的条件，在高温的条件下铝热反应得以进行；由于铝热反应放出大量的热，可使生成的Fe熔化为液体，故可利用该反应焊接铁轨，另外，铝热反应过程中放出的热可以使高熔点金属熔化并流出，是冶炼钒、铬、锰等高熔点金属的重要手段。
20．(1)85%
(2)1.75mol/L
【详解】（1）从35ml-45ml加入的溶液完全溶解沉淀，该阶段消耗的，根据方程式及铝元素守恒可知：，该铝土矿样品中的质量分数为。
（2）当加入溶液的体积为时，，根据Na元素及硫酸根守恒：，则原稀硫酸中。
21． Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ 0.2 9.8 12.5 500mL容量瓶、胶头滴管 a、c
【详解】(1)步骤c中和NaOH溶液反应的离子方程式为：，故填；
(2)两种溶液恰好完全反应时，和NaOH的物质的量之比为1∶2，速率相同，相同时间内体积相同，所以，故填0.2；
(3)10min时，体积为=1L，的物质的量为=0.1mol，产品的质量为，故填9.8g
(4)欲配制480mL溶液，因没有480mL容量瓶，实际应配制500mL溶液，需要硫酸铜晶体的质量为。配制时需要的玻璃仪器还有500mL容量瓶、胶头滴管，故填12.5、500mL容量瓶和胶头滴管；
(5)a.用托盘天平称量时，物体和砝码放反了，且使用了游码，称量的固体质量偏小，所配溶液的物质的量浓度偏低；
b.容量瓶中有少量水，无影响；
c.定容摇匀时，液面下降，是由于液体在瓶塞处损耗，对结果无影响，又加水将导致所配溶液的物质的量浓度偏低；
d.定容时俯视刻度线，水加少了，所配溶液的物质的量浓度偏高；
故填ac。
22． 合理 NaOH溶液 2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑ B H++OH-═H2O NH4++OH-═NH3·H2O Al3+、Fe3+、H+ NH4+ 0.032 7
【详解】Ⅰ.（1）铝的熔点比铁低，铝的沸点比Fe的熔点高，生成铁和液态铝可以一起滴落到盛有沙子的容器中形成铁铝合金，所以合理。
（2）铝能和氢氧化钠溶液反应生成气体，而Fe与NaOH溶液不反应，故可以用氢氧化钠检验所得的熔融物中是否含有铝，反应的离子方程式为2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑。
（3）A.浓硫酸易使铁铝钝化，不能使熔融物溶解；
B.在金属活动性顺序表中Fe、Al都处于H的前面，熔融物中Fe、Al都可溶解于稀硫酸中；
C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体；
D.铁与氢氧化钠不反应，不能将熔融物全部溶解；
最好的试剂为稀硫酸，答案为B。
Ⅱ.（4）OC段消耗NaOH，没有沉淀产生，发生的反应是酸碱中和反应，离子方程式为H++OH-═H2O。
（5）DE段消耗NaOH，沉淀的质量没有变化，发生的反应为铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，离子方程式为NH4++OH-═NH3·H2O；根据图象，溶液中最先结合氢氧根离子的是氢离子，然后为铝离子和铁离子，最后结合氢氧根离子的是铵根离子，所以溶液中H+、Fe3+、Al3+结合OH-的能力比NH4+强。
（6）由图可知，EF断消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34mL=2mL，则溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠的物质的量为0.002L×4mol/L=0.008mol，根据方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝的物质的量为0.008mol，根据Al守恒，熔融物中铝的物质的量为0.008mol；NH4+消耗NaOH物质的量为4mol/L×(0.034L-0.031L)=0.012mol，根据反应NH4++OH-═NH3·H2O，NH4+物质的量为0.012mol；由于硝酸过量，铁反应后生成硝酸铁，根据电子守恒，3n(Fe)+0.008mol×3=0.012mol×8，解得n（Fe）=0.024mol，根据Fe守恒，反应生成氢氧化铁的物质的量为0.024mol，生成沉淀的总物质的量为0.008mol+0.024mol=0.032mol；滴加氢氧化钠体积为31mL时，氢离子、铝离子、铁离子都反应，则C点氢氧化钠溶液的体积为0.031L-0.024mol×3÷4mol/L-0.008mol×3÷4mol/L=0.007L=7mL。
23．(1)ABC
(2) 2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl- 偏大
(3) 加热生成硫酸铁导致
【分析】某氯化铁样品溶解后加入氯水二价铁转化为三价铁，加入氨水生成氢氧化铁沉淀，煅烧生成氧化铁；
用处理该废水(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)，发生还原反应、发生氧化反应，处理后所得滤渣主要成分为、和；、加热分解生成、为质量减小的过程，加热生成硫酸铁、硫酸铁强热分解为氧化铁，最终以上的残留固体为、的混合物。
（1）
A．铝热生成铁的实验中，氯酸钾可以反应生成氧气，氧气可以促进镁的燃烧放出大量热为铝热反应提供热量，A错误；
B．合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特性的物质；故合金不一定由两种或两种以上的金属组成，B错误；
C．金属在地壳中的含量与开发利用的年限无关，与金属的活动性有关，C错误；
D．钠、镁、铝等较活泼的金属制取较为困难，常采用电解熔融化合物的方法来制备钠、镁、铝等较活泼的金属，D正确；
故选ABC；
（2）
①加入氯水时，氯水中氯气和亚铁离子反应生成铁离子和氯离子，反应的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl-；
②加入氯水二价铁转化为三价铁，加入氨水生成氢氧化铁沉淀，煅烧生成氧化铁，反应前后铁元素质量不变，则样品中铁元素的质量分数为 ；若沉淀灼烧不充分，则部分氢氧化铁没有分解，导致剩余固体质量偏大，最终测量结果偏大；
（3）
①由题干可知，中铬元素化合价由+6变为+3，中铁、硫元素化合价分别由+2变为+3、-2变为+6，由电子守恒可知，，
1L的“废水”中的物质的量为，可氧化FeSmol。
②滤渣主要成分为、和；已知，分解温度为，分解温度为；以上的残留固体为、的混合物，、加热分解生成、为质量减小的过程，加热生成硫酸铁、硫酸铁强热分解为氧化铁，故A→B固体质量增加的主要原因是加热生成硫酸铁导致。
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