陕西省黄陵中学高新部2021届高三上学期期中考试化学试题

陕西省黄陵中学高新部【最新】高三上学期期中考试化学试
题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关金属及其合金的说法正确的是
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．合金与各组分金属相比一般具有更低的熔点
C．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
D．在化学反应中，金属失电子，被还原
2．下列物质中既能与稀H2SO4反应, 又能与NaOH溶液反应，且都只生成盐和水的是①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3④Al ⑤Na2CO3
A．②③④B．①②③④C．①③④D．②③
3．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是
A．Fe(OH)3 → Fe2O3B．Fe2O3 → Fe(OH)3
C．Al → Al3+D．Al3+ → AlO2-
4．只用一种试剂可区别Na2SO4、MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3五种溶液, 这种试剂是A．KSCN B．H2SO4C．NaOH D．AgNO3
5．下列事实及其解释不正确的是()。

A．滴有酚酞的NaHCO3溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为NaHCO3分解生成了Na2CO3
B．钠保存在煤油中，是因为煤油不与钠发生反应，钠比煤油密度大，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气
C．用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2的反应是放热反应
D．钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3，原因是钠与氧气生成的Na2O与水和二氧化碳反应
6．用下列装置不能达到有关实验目的的是
A．用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属锰
D．用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
7．向2 mL 0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中加入3 mL 3 mol·L－1 KF溶液，FeCl3溶液褪成无色，再加入KI溶液和CCl4振荡后静置，CCl4层不显色，则下列说法正确的是
A．Fe3＋不与I－发生反应
B．Fe3＋与F－结合成不与I－反应的物质
C．F－使I－的还原性减弱
D．Fe3＋被F－还原为Fe2＋，使溶液中不再存在Fe3＋
8．下表各选项中，不能
．．利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（）
A．A B．B C．C D．D
9．下列有关金属及其化合物的说法正确的是
A．Mg和Al都可以用电解法冶炼得到
B．Na2O和Na2O2与CO2反应产物相同
C．MgO和Al2O3均只能与酸反应，不能与碱反应
D．Mg和Fe在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱
10．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（）A．K B．Na C．Fe D．Al
11．下列有关金属的说法正确的是( )
①纯铁不容易生锈②钠着火用水扑灭③铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金⑥KSCN 溶液可以检验Fe3＋
A．①④⑤⑥B．②③④⑤
C．①③④⑤D．①②⑤⑥
12．常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是
A．①③B．①④C．②④D．②③
13．下列除去杂质的方法不正确的是
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水
D．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
14．在 FeCl 3 和 CuCl 2 的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是
①只有Fe 2+ ②Fe 2+和Fe 3+ ③Fe 2+和Cu 2+ ④Cu 2+和Fe 3+
A ．①③
B ．②④
C ．①④
D ．②③
15．将0．4gNaOH 和1．06932Na CO 混合并配成溶液，向溶液中滴加0．1mol·1L 稀
盐酸。

下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成2CO 的物质的量的关系的是
A ．
B ．
C ．
D ．
16．下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（ ）
A ．MnO 2与浓盐酸反应制Cl 2：MnO 2+4HCl ΔMn 2＋+2Cl －+Cl 2↑+2H 2O
B ．明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al 3＋+3H 2O =Al(OH)3↓+3H ＋
C ．Na 2O 2溶于水产生O 2：Na 2O 2+H 2O =2Na ＋+2OH －+O 2↑
D ．Ca(HCO 3)2溶液与少量NaOH 溶液反应：HCO 3－+Ca 2＋+OH －= CaCO 3↓+H 2O
二、有机推断题
17．有一包白色固体粉末，其中可能含有NaCl 、Ba （NO 3）2、CuSO 4、Na 2CO 3中的一种或几种，现做以下实验：
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色：
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；
③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO 3溶液，产生白色沉淀．
根据上述实验事实，回答下列问题：
（1）原白色粉末中一定含有的物质是_________，一定不含有的物质是_________，可能含有的物质是_________．（写化学式）
（2）写出各步变化的离子方程式．
①__________________；
②__________________。

三、原理综合题
18．实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4的主要流程如下:
（1）制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式为_____________。

（2）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是__________________。

（3）在25 ℃下,向浓度均为0.01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式:_____________。

{已知25 ℃时
K sp[Mg(OH)2]=1.8×10－11,K sp[Al(OH)3]=3×10-34}。

（4）无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是______;F中试剂的作用是
__________________________________________。

（5）将Mg、Cu组成的3.92 g混合物投入过量稀硝酸中,充分反应后,固体完全溶解时收集到还原产物NO气体1.792 L(标准状况),向反应后的溶液中加入4 mol·L-1的NaOH溶
液80 mL时金属离子恰好完全沉淀。

则形成沉淀的质量为____g。

19．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿(含SiO2)，为了测定该黄铜矿的纯度，甲同学设计了如图实验：
现称取研细的黄铜矿样品1.84 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05 mol·L－1标准碘溶液进行滴定，消耗标
准溶液20 mL。

请回答下列问题：
(1)将样品研细后再反应，其目的是__________________________________。

(2)装置a和c的作用分别是________和________(填标号，可以多选)。

a．除去SO2气体
b．除去空气中的水蒸气
c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速
e．除去反应后多余的氧气
(3)滴定达终点时的现象是_________________________________________。

(4)上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是_______________________。

(5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为___________________。

四、实验题
20．为了探究铁和硫反应产物中铁的化合价为+2价或+3价或既有+2也有+3价，某同学设计了如下图所示的实验过程：（已知硫会溶于热碱溶液）
请回答以下问题：
（1）混合粉末A中S粉必须要过量，其原因是为了保证铁粉完全反应，从而避免_____。

（2）反应在“惰性气体环境中”进行的原因是______________________。

（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，这说明了_______。

（4）操作②的作用是________________________________________。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是____________________________________。

（6）为探究产物中铁的价态，需要继续对D溶液进行实验，请写出操作④的具体操作、现象及结论：__________________________________________。

21．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。

X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是_______________________；
Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为__________。

(2)某溶液中含有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________(填字母)。

A．Mg2＋B．Fe2＋C．Al3＋D．Cu2＋(3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：
回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ的名称是________________；
操作Ⅱ的方法为________________________________________________________。

②Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用离子方程式表示)_______________。

③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：_________________________________。

参考答案
1．B
【解析】A. 地壳中含量最多的金属元素是铝，A不正确；B. 合金与各组分金属相比一般具
有更低的熔点，B正确；C.不锈钢是合金钢，是在普通钢中加入一些合金元素制成的，含碳量和普通钢基本相同，B不正确；D. 在化学反应中，金属失电子，被氧化，D不正确。

本
题选B。

2．D
【解析】
①NaHCO3 ②Al2O3③Al(OH)3④Al都是既能与稀H2SO4反应、又能与NaOH溶液反应的物质，其中只生成盐和水的是②Al2O3和③Al(OH)3，①NaHCO3还生成二氧化碳，④Al还生成氢气。

⑤Na2CO3只和酸反应，不和碱反应。

本题选D。

3．B
【解析】
A. Fe(OH)3 加热后分解生成Fe2O3，A可以实现；
B. Fe2O3不溶于水也不与水反应，不能一
步转化为Fe(OH)3，B不能一步实现；C. Al 与酸反应生成Al3+，C可以实现；D. Al3+ 与过
量的强碱反应生成AlO2-，D可以实现。

本题选B。

4．C
【解析】只用一种试剂可区别Na2SO4、MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3五种溶液，这种试剂是NaOH，将NaOH加入到4种溶液中后，生成白色沉淀不变的是氯化镁，生成白色沉淀后来溶解的是硫酸铝，生成白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色的是氯化亚铁，余下的是硫酸钠溶液。

本题选C。

5．A
【详解】
A．加热促进碳酸氢根离子的水解，溶液碱性增强，错误；
B．钠比煤油密度大，且不反应，钠沉在底部，煤油可以使钠隔绝空气和水蒸气，正确；C．脱脂棉燃烧需要达到其着火点，应由过氧化钠与二氧化碳、水反应提供热量，正确；D．钠与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠潮解，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸钠晶体，碳酸钠晶体风化得到碳酸钠，正确。

6．D
【详解】
A. 钠块浮在水和煤油的界面，说明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)，A正确；
B. 该方案可行，煤油的作用是隔绝空气，防止生成Fe(OH)2被氧化，B正确；
C. 该装置为铝热反应的装置，C正确；
D. 比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性，应将NaHCO3置于小试管(内管、受热温度低)、将Na2CO3置于大试管(外管、受热温度高)中，D错误；
故合理选项为D。

7．B
【详解】
A．铁离子具有强氧化性，碘离子具有还原性，二者能够发生氧化还原反应，故A错误；B．根据题中信息可知，加入氯化铁中加入氟化钾，FeCl3溶液褪成无色，说明铁离子参加了反应生成了无色物质，再根据加入碘化钾也没有明显现象，进一步证明Fe3+与F﹣结合生成的物质不与I﹣反应，故B正确；
C．氟离子与碘离子不反应，氟离子不会使碘离子的还原性减弱，故C错误；
D．铁离子氧化性较弱，不会与氟离子发生氧化还原反应，故D错误；
本题答案选B。

【点睛】
本题考查了铁离子的性质及检验方法，题目难度中等，注意掌握铁离子、亚铁离子的检验方法，解答本题的关键是合理分析、理解题干信息，然后得出正确结论。

8．D
【解析】
试题分析：A.
镁与二氧化碳在点燃条件下反应生成氧化镁和碳，为置换反应，错误；B.铝和氧化铁在高
温下反应生成氧化铝和铁，为置换反应，错误；C.
碳在高温下与二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，为置换反应，错误；D.不能通过置换反应由氯化铁制备氯化铜，正确。

选D。

9．A
【解析】
试题分析：A、常见金属的冶炼方法有电解法、热还原法、热分解法等，其中Na、Mg都为活泼金属，应用电解法冶炼，故A正确；B、过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，而氧化钠和二氧化碳反应中生成碳酸钠，故B错误；C、氧化铝为两性氧化物，可与氢氧化
钠等强碱反应，故C错误；D、铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁，不生成碱，故D 错误；故选A。

考点：考查了钠、镁、铝等金属单质及其化合物的性质的相关知识。

10．D
【详解】
K、Na性质非常活泼，在空气中极易被氧化，表面不能形成保护内部金属不被氧化的氧化膜，Fe在空气中被氧化后形成的氧化膜比较疏松，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜保护内层金属不被腐蚀。

答案选D。

11．A
【解析】
【详解】
①纯铁中没有杂质，不容易形成原电池而进行电化学腐蚀，所以不易生锈，①正确；
②钠是活泼金属，和水剧烈反应，所以钠着火不能用水扑灭，②错误；
③铝是活泼金属，在空气中耐腐蚀是因为表面形成了一层氧化铝保护膜，阻止反应进行，③错误；
④骨中缺钙引起骨质疏松，血液中缺铁会引起贫血，④正确；
⑤青铜是铜锡合金，不锈钢是铁、铬、镍合金，硬铝是铝、硅、镁等形成的合金，⑤正确；
⑥Fe3+和SCN-发生络合，使溶液变为血红色，故可以用KSCN溶液检验Fe3+，⑥正确；
答案为A。

12．B
【详解】
①.氢氧化铝是两性氢氧化物，能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，故①符合；
②.二氧化硅能与氢氧化钾反应生成硅酸钾和水，在酸中二氧化硅只与HF反应，不能与盐酸反应，故②不符合；
③氮气与氧气在放电条件下反应得到NO，氮气与氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成氨气，常温下氮气不能与氧气、氢气发生反应，故③不符合；
④常温下，Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，与氯化铁溶液反应得到氯化铜、
氯化亚铁，故④符合，故选B。

13．B
【详解】
A、Al能与烧碱溶液反应而Mg不反应，A正确；
B、Fe3+与Al3+均能与氨水反应生成沉淀，且不溶于过量的氨水，B错误；
C、乙醇沸点较低，水与生石灰反应生成熟石灰，所以可用蒸馏方法使乙醇蒸出，C正确；
D、烧碱溶液和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠溶液，过滤出氢氧化镁，向滤液中通入过量的二氧化碳会生成氢氧化铝沉淀，能够实现除杂的目的，D正确。

答案选B。

14．A
【解析】
【详解】
由于Fe3+能氧化Fe、Cu，充分反应后滤去固体物质，固体为Cu或Fe、Cu，所以滤液中一定无Fe3+，可排除②④，固体物质存在两种可能：1、当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3+、Cu2+全部参加反应生成Fe2+和Cu，反应的反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、
CuCl2+Fe=Cu+FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3+、Cu2+，一定含有Fe2+，故①正确；2、当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3+，Cu2+恰好全部参加反应或部分反应生成Fe2+和Cu，所以溶液中一定没有Fe3+，可能含有Cu2+，一定含有Fe2+；综上可知：滤液中一定含有Fe2+，故③正确，故选A。

【点晴】
本题考查了Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较，能正确判断固体的成分是解本题的关键。

根据Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无Fe3+存在，一定存在Fe2+；可能含有Cu2+；若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+、Cu2+无剩余。

15．C
【详解】
n(NaOH)=
0.4
40/mol
g
g
=0.01mol、n(Na2CO3)=
1.06
106/
g
g mol
=0.01mol，盐酸滴入后，由于氢氧
化钠的碱性较强,盐酸和氢氧化钠反应0.4g氢氧化钠消耗0.01L盐酸，不产生气体；当氢氧化钠消耗完之后，盐酸和碳酸钠反应，由于氢离子浓度较小,，生成碳酸氢钠，还是没有气
体产生，相关反应如下:CO32-+ H+(少量)=HCO3-，此时再消耗0.01L盐酸,不产生气体；当碳
酸根消耗完后，0.01mol碳酸氢跟和氢离子反应，产生0.01mol二氧化碳气体，C选项符合
题意，故答案为C。

16．D
【详解】
ΔA、浓盐酸应改成离子形式，MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-
Mn2＋+Cl2↑+2H2O，A错误；
B、明矾溶于水产生Al(OH)3胶体的离子方程式为：Al3＋+3H2O ⇌Al(OH)3（胶体）+3H＋，B 错误；
C、Na2O2溶于水产生O2的离子方程式为：2Na2O2+2H2O =4Na＋+4OH－+O2↑，C错误；
D、Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应的离子方程式为：HCO3－+Ca2＋+OH－=CaCO3↓+H2O，D正确；
答案选D。

17．（1）Ba（NO3）2、Na2CO3 CuSO4 NaCl；
（2）①Ba2++CO32-=BaCO3↓ ②BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
【解析】
试题分析：（1）将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤溶液呈无色，说明无CuSO4，沉淀只能为碳酸钡，所以白色粉末中一定有Ba(NO3)2和Na2CO3 ；（2）向（1）的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，进一步确定白色沉淀为碳酸钡；（3）取少量（2）的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，确定有Ba(NO3)2；（4）另取（1）中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液产生白色沉淀，因为Na2CO3与硝酸钡反应后可能过量，碳酸钠也可以与硝酸银溶液反应生成白色沉淀，所以不能确定是否有NaCl。

（1）原白色粉末中一定含有的物质是Ba(NO3)2、Na2CO3，一定不含的物质是CuSO4，可
能含有的物质是NaCl。

（2）各步变化的离子方程式分别为Ba2++CO32-====BaCO3↓、
BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O、SO 42-+Ba2+====BaSO4↓、CO32-+2Ag+====Ag2CO3↓、
Ag++Cl－====AgCl↓ 。

点睛：检验离子时，要注意排除干扰，如检验氯离子时，碳酸根就对其有干扰，所以要先向
待检液中加入稀硝酸把溶液酸化，排除了干扰离子的干扰后，再加入硝酸银溶液检验氯离子。

18．2Al(OH)3+Mg(OH)2MgAl 2O 4+4H 2O AgNO 3溶液(或硝酸酸化的AgNO 3溶液)
Al(OH)3 Al 3++3NH 3·H 2O
Al(OH)3↓+3NH 4+ 除去HCl 吸收水蒸气 8.00 【解析】
试题分析：由制备MgAl 2O 4的主要流程可知，MgCl 2、AlCl 3的混合溶液与过量氨水反应后生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，沉淀经洗涤、干燥、高温灼烧后得到产品。

（1）制备MgAl 2O 4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式为2Al(OH)3+Mg(OH)2MgAl 2O 4+4H 2O 。

（2）沉淀表面可能会吸附少量的氯离子和铵根，判断流程中沉淀是否洗净，可以检验洗涤液中是否有氯离子或铵根，由于氯离子的检验更简单、更灵敏，所以我们经常检验氯离子，所用的试剂是AgNO 3溶液(或硝酸酸化的AgNO 3溶液)。

（3）根据K sp [Mg(OH)2]= c(Mg 2+)•c 2(OH‾)=1.8×10-11，求得 c 2(OH‾)=11
91.810 1.8100.01--⨯=⨯，
所以310-mol/L ；由 K sp [Al(OH)3]= c(Al 3+)• c 3(OH‾)=3×10-34，求得c 3(OH‾)=34
32310
3100.01
--⨯=⨯，所以1110-。

比较两组数据可知，生成Al(OH)3沉淀所需要的OH‾浓度更小，所以先生成Al(OH)3沉淀。

（4）由题意和装置图可知，该实验先用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气，这样制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，装置B 中盛放饱和NaCl 溶液，该装置的主要作用是除去HCl ，C 装置的作用是干燥氯气，D 装置是制备氯化铝的装置，E 装置收集氯化铝，F 装置是保护装置，防止空气中的水蒸气进入E 引起氯化铝水解，所以其中试剂的作用是吸收水蒸气，G 装置吸收剩余的氯气，防止污染空气。

（5）将Mg 、Cu 组成的3.92 g 混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后,固体完全溶解时收集到NO 气体1.792 L(标准状况下)，则NO 的物质的量为0.08mol ，反应过程中的电子转移n(e -)=0.08mol ()52⨯-=0.24mol ，金属离子恰好完全沉淀时生成氢氧化镁和氢氧化铜，沉淀的质量等于金属的质量加上其结合的氢氧根的质量，沉淀中n(OH -)= n(e -)=0.24mol ，则形成沉淀的质量为3.92g+0.24mol ⨯17g/mol=8.00g 。

点睛：如果金属R 在反应中失去n 个电子，生成的R n+再与OH -生成R(OH)n ，则
n(e -)=n(OH -)，m[R(OH)n ]=m(R)+ n(e -)⨯17g/mol 。

所以只要能求出反应过程中的电子转移的
物质的量，即可求出生成氢氧化物的最大质量。

19．增大接触面积，加快反应速率；使原料充分反应bd e锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确50%【解析】
该实验原理是：根据黄铜矿受热分解产生的二氧化硫的量的测定(二氧化硫可以用碘水来标定)，结合元素守恒可以确定黄铜矿的量，进而计算其纯度；
(1)将样品研细后再反应，即增大固体的表面积，目的是使原料充分反应、加快反应速率；
(2)装置a中的浓硫酸可易吸收空气中的水蒸气，同时根据冒出的气泡的速率来控制气体的通入量；灼热的铜网可以除去多余的氧气；
(3)当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝且半分钟不褪色，证明反应达到反应终点；
(4)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然通入空气，可以将产生的二氧化硫全部排出去，使结果精确；
(5)根据滴定管的示数是上方小，下方大，可以读出滴定管示数是20.00mL，当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝，根据反应实质，得到：2I2～2SO2～CuFeS2，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.00mL时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.02L=0.0010mol，所以黄铜矿的质量是：
0.5×0.0010mol×184g/mol×10=0.92g，所以其纯度是：0.92
1.84
g
g
×100%=50%。

20．过量的铁粉与操作③中的反应生成Fe3+及过量的硫酸反应生成Fe2+而干扰实验验防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干扰实验硫和铁粉反应是放热反应除去混合物中过量的硫粉防止硫酸中溶解的O2将前面反应过程中可能生成的Fe2+氧化而干扰实验取少量的D溶液于两支小试管中，向第一支试管中滴加少量KSCN溶液，向第二支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液．如果第一支试管出现血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色不褪去，说明铁和硫反应只生成三价铁；如果第一支试管不变血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色褪去，说明只生成亚铁；如果第一支试管变血红色，第二支试管紫红色也褪去，说明既生成了三价铁也生成了亚铁
【解析】试题分析：由实验过程可知，铁粉和硫粉在惰性气体中混合加热后，得到了黑色的固体。

该固体中可能剩余的硫经热碱溶液溶解后，与稀硫酸反应得到溶液D，最后对D溶液进行检验，确定产物中铁元素的价态。

（1）混合粉末A中S粉必须要过量，其原因是为了保证铁粉完全反应，从而避免过量的铁粉与操作③可能生成的Fe3+及硫酸反应生成Fe2+而干扰实验验。

（2）反应在“惰性气体环境中”进行的原因是防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干扰实验。

（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，这说明了硫和铁粉反应是放热反应。

（4）操作②的作用是除去混合物中过量的硫粉。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是防止硫酸中溶解的O2将前面反应过程中可能生成的Fe2+氧化而干扰实验。

（6）为探究产物中铁的价态，需要继续对D溶液进行实验，操作④的具体操作、现象及结论为：取少量的D溶液于两支小试管中，向第一支试管中滴加少量KSCN溶液，向第二支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液．如果第一支试管出现血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色不褪去，说明铁和硫反应只生成三价铁；如果第一支试管不变血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色褪去，说明只生成亚铁；如果第一支试管变血红色，第二支试管紫红色也褪去，说明既生成了三价铁也生成了亚铁。

点睛：用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+时，Fe3+的存在对Fe2+的检验会产生干扰，所以两种离子要分别检验，不能在一支试管中完成，而且KSCN也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

21．Fe2＋、Fe3＋、H＋Fe(NO3)3BC过滤洗涤在漏斗中加入适量蒸馏水至恰好浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2～3次CO＋H 2O HCO＋OH－Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
【解析】
(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y为Fe3O4，溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁，溶液有剩余的HCl，溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+，硝酸具有强氧化性，Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成硝酸铁；
(2)加入过量的NaOH，Al3+转化为偏铝酸根，Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀，且氢氧化亚铁易被氧化，灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁，用过量的稀盐酸中，所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+，与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+，故选BC；
(3)①由工艺流程可知，操作I是将固体与液体分离，应采取过滤的方法；FeCO3沉淀会附着其它离子，需要进行洗涤，减少杂质，具体操作为：在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没过沉淀，让蒸馏水自然流下，重复2—3次；
②碳酸钠溶液中碳酸根水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，溶液呈碱性，油污主要为油脂，碱性条件下水解而除去；
③由工艺流程可知，操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁，加入碳酸氢铵，实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成FeCO3，同时生成二氧化碳、水，反应离子方程式为：
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。