安徽省铜陵市2026届高一上化学期中学业质量监测模拟试题含解析.doc

安徽省铜陵市2026届高一上化学期中学业质量监测模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题（每题只有一个选项符合题意）
1、下列变化需要加入还原剂才能实现的是
A．MnO4-→Mn2+ B．Cl-→Cl2
C．H2S→SO2 D．Fe→Fe2+
2、下列离子方程式书写正确的是 (   )
A．铁与稀硫酸反应：2Fe ＋6H+ = 2Fe3+ ＋3H2↑
B．铁片与氯化铜溶液反应：Fe ＋Cu2+ = Cu ＋Fe2+
C．氢氧化镁溶于盐酸：Mg(OH)2＋H+ = Mg2+ ＋2H2O
D．Ba(OH)2溶液与稀H2SO4反应：Ba2+ + OH- + H+ ＋SO42- = H2O+BaSO4↓
3、下列贡献与中国科学家无关的是
A．创立侯氏制碱法 B．发现青蒿素
C．合成结晶牛胰岛素 D．发明元素周期表
4、下列反应的离子方程式书写正确的是 （ ）
A．钠和冷水反应 Na ＋ 2H2O ＝ Na+ ＋ 2OH-＋ H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液 Al ＋ 2OH-＝ AlO2-＋H2↑
C．金属铝溶于盐酸中：2Al ＋ 6H+＝ 2Al3+ ＋ 3H2↑
D．铁跟稀硫酸反应：2Fe ＋ 6H+＝ 2Fe3+＋ 3H2↑
5、反应的离子方程式中，正确的是
A．铁跟稀硫酸反应：2Fe＋6H+===2Fe3+＋3H2↑
B．碳酸钙溶液跟盐酸反应：CaCO3＋2H+=Ca2+＋H2O＋CO2↑
C．盐酸跟氢氧化镁溶液反应：H+＋OH-==H2O
D．氢氧化钡跟硫酸铜反应：Ba2+＋SO42-===BaSO4↓
6、下列各组表达式意义相同的是( )
A．-NO2；NO2 B．-OH；
C．-C2H5；-CH2CH3 D．HCOOCH3；HOOCCH3
7、下列关于实验操作的说法中不合理的是(　)
A．不能用pH试纸测定氯水的pH
B．蒸发操作时，当溶液中出现较多固体应停止加热
C．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
D．当1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度不是1mol·L﹣1，只有当22.4L氨气溶于水制得1L氨水时，其浓度才是1mol·L﹣1
8、下列叙述正确的是（ ）
A．NaCl的摩尔质量是58.5g B．1mol NaCl的质量是58.5g·mol-1
C．58.5g NaCl所含Na＋和Cl－共1mol D．1mol NaCl约含有6.02×1023个Cl－
9、下列反应属于氧化还原反应的是
A．Na2CO3+2HCl=Na2CO3+CO2↑+H2O B．H2O+CO2=H2CO3
C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ D．2Al(OH)3Al2O3+3H2O
10、实验中需2mol・L—1的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是
A．1L，212.0g B．950mL，201,4g C．1L，201.4g D．950mL，212.0g
11、在相同温度和压强下，容器A中的臭氧（O3）和容器B中的乙炔气（C2H2）所含的原子个数相同，则A、B两容器中气体的体积之比是（ ）
A．4：3 B．3：4 C．1：1 D．2：3
12、在标准状况下,下列物质所占体积最大的是( )
A．98gH2SO4 B．56gFe C．44.8LHCl D．6gH2
13、下列各组反应，前后均可用同一离子方程式表示的是
A．HCl＋Na2CO3，HCl＋NaHCO3
B．HCl＋Na2CO3，HNO3＋K2CO3
C．H2SO4＋Ba(OH)2，H2SO4＋KOH
D．BaCl2＋Na2SO4，BaCO3＋HCl
14、已知反应：KClO3 + 6HCl = 3Cl2 + KCl + 3H2O下列说法正确的是
A．反应中还原剂是HCl，还原产物是KCl
B．氧化性强弱关系为：KClO3＞Cl2
C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6
D．当消耗1mol氧化剂时，反应中转移电子的物质的量为6mol
15、某固体A在一定条件下可完全分解，生成B、C、D三种气体的混合物。反应方程式如下：2A＝B↑+2C↑+3D↑，此时测得混合气体的相对平均分子质量为30，则固体A的相对原子质量为
A．180g/mol B．90g/mol C．90 D．180
16、在甲、乙两烧杯中，大量含有的离子有Cu2+、Ba2+、H+、Cl-、、OH-共六种。且两溶液中大量存在的离子种类互不相同。已知甲烧杯的溶液呈蓝色，则有关结论正确的是
A．甲中一定有 B．乙中一定有Cl-
C．甲中可能有H+ D．乙中可能有OH-
二、非选择题（本题包括5小题）
17、目前，世界上多采用电解熔融氯化钠的方法来生产金属钠：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑。已知A、B、C、D、E有如下转化关系：

（1）写出A、B生成NaCl的化学方程式：_____________________________________。
（2）写出化学式：C______________，D_____________。
（3）工业生产中常利用B与Ca(OH)2反应来制备漂白粉，漂白粉的主要成分是_______________________________。（写化学式）
（4）若把A投入盛有D的溶液中，溶液中出现________________(填沉淀颜色)沉淀，该过程所发生反应的化学方程式为____________________________________________。
18、有一包白色粉末，其中可能含有Ba(NO3)2、MgCl2、K2CO3、NaOH，现做以下实验：
①取一定量粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成；
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失、没有气泡产生；
③向①的上层清液中滴入稀硫酸，有白色沉淀产生。
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的化学式_______
(2)一定不含有的物质的化学式__________
(3)依次写出各步变化的离子方程式
①______；②_____；③_____；
19、NaCl样品中含有少量的Na2SO4和Na2CO3，按下列流程进行净化。

（1）流程第②③步中应分别使用________、_________试剂，第⑥步中应进行_________操作
（2）写出第⑤步发生反应的化学方程式：______________________。
20、某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物，进行如下实验根据设计要求回答：

（1）X仪器名称是___________,写出烧瓶中反应的离子方程式________________________。
（2）试剂Y是____________，E装置中反应的离子方程式____________________________。
（3）装置C中Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，且生成的气体产物仅为Cl2O，固体产物两种，其中之一NaHCO3，写出反应的化学方程式____________________________________。
（4）设计实验方案验证C中生成的固体中存在HCO3ˉ_______________________________。
21、铝矾石(主要成分是Al2O3，还含有少量杂质SiO2、Fe2O3)是工业上用于炼铝的主要矿物之一，由铝矾石制取金属铝的工艺流程图如下：

请回答下列有关问题：
（1）下列有关铝矾石以及用铝矾石炼铝的说法中，正确的是________。
A．铝矾石中含有两种类型氧化物
B．铝矾石与河沙含有完全相同的成分
C．铝矾石炼铝需要消耗电能
D．铝矾石炼铝的过程中涉及置换反应
（2）加入原料A时发生反应的离子方程式有_____________。
（3）滤液Ⅱ中所含溶质有__________；步骤③反应的离子方程式为___________。
（4）若步骤③中用氨气代替CO2，步骤③生成沉淀的离子方程式为______________。
参考答案

一、选择题（每题只有一个选项符合题意）
1、A
【解析】
还原剂失去电子，化合价升高。如果变化需要加入还原剂才能实现，这说明所给微粒一定是得到电子的，有关元素的化合价一定是降低的。
【详解】
A、锰元素的化合价降低，得到电子，需要加入还原剂，选项A正确；
B、氯元素的化合价升高，需要加入氧化剂，选项B错误；
C、硫元素的化合价升高，需要加入氧化剂，选项C错误；
D、铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂，选项D错误。
答案选A。
本题考查氧化还原反应的有关判断和应用，明确氧化还原反应的规律以及准确判断出元素的化合价变化情况是解答的关键。另外解答该类试题时一定要注意一些自身的氧化还原反应，例如氯酸钾、高锰酸钾、双氧水分解等。
2、B
【解析】
A. 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
B. 铁片与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和铜。
C. 氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水。
D. Ba(OH)2溶液与稀H2SO4反应生成硫酸钡和水。
【详解】
A.铁与稀硫酸反应离子方程式：Fe ＋2H+ = Fe2+ ＋H2↑，A错误。
B.铁片与氯化铜溶液反应离子方程式：Fe ＋Cu2+ = Cu ＋Fe2+，B正确。
C.氢氧化镁溶于盐酸离子方程式：Mg(OH)2＋2H+ = Mg2+ ＋2H2O，C错误。
D. Ba(OH)2溶液与稀H2SO4反应离子方程式：Ba2+ + 2OH- + 2H+ ＋SO42- = 2H2O+BaSO4↓，D错误。
离子方程式书写除了要考虑客观事实、质量守恒、电荷守恒、不能拆成离子的沉淀弱电解质等，还要考虑反应时各物质中离子的数量比值。
3、D
【解析】
A、中国科学家侯德榜发现了侯氏制碱法，故侯氏制碱法和中国科学家有关，故A错误；
B、中国科学家屠呦呦发现青蒿素，获得了诺贝尔奖，故B错误；
C、中国科学家最早人工合成结晶牛胰岛素，故和中国科学家有关，故C错误；
D、俄国科学家门捷列夫制出了第一张元素周期表，和中国科学家无关，故D正确；
故选D。
4、C
【解析】
A项，反应前后电荷不守恒，正确离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，A错误；
B项，电荷不守恒，正确离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，B错误；
C项，Al与盐酸反应生成AlCl3和H2，符合离子方程式的书写，C正确；
D项，不符合反应事实，Fe和稀硫酸反应生成Fe2+和H2，D错误；
答案选C。
注意电荷守恒在判断中的灵活应用，还要注意所给方程式是否符合实际反应事实。
5、B
【解析】
A、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不是生成硫酸铁，A错误；
B、碳酸钙是难溶物质，书写离子方程式时不能拆开，离子方程式正确，B正确；
C、氢氧化镁难溶，盐酸跟氢氧化镁溶液反应的离子方程式为2H+＋Mg(OH)2＝Mg2++2H2O，C错误；
D、氢氧化钡跟硫酸铜反应生成硫酸钡和氢氧化铜沉淀，离子方程式为2OH－+Ba2++Cu2++SO42-＝BaSO4↓+Cu(OH)2↓，D错误；
答案选B。
6、C
【解析】A、-NO2为硝基，属于有机官能团；NO2为氮元素的氧化物，二者表示的意义不同，故A错误。B、-OH为羟基，电子式为；而为OH-离子的电子式，二者表示的意义不同，故B错误。C、二者均表示“乙基”，故C正确；D、HCOOCH3表示甲酸甲酯，官能团为酯基；HOOCCH3为乙酸，官能团为羧基，二者意义不同，故D错误。故选C。
7、D
【解析】
A．氯水中HClO具有漂白性，不能用pH试纸测定氯水的pH，故A正确；
B．蒸发操作时，当溶液中出现较多固体应停止加热，然后利用余热蒸发剩余溶液且不断搅拌，故B正确；
C．分液时应避免液体重新混合而污染，则分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，故C正确；
D．气体摩尔体积与状态有关，22.4L氨气的物质的量无法求出，所以22.4L氨气溶于水制得1L氨水时，其浓度不一定等于1mol•L-1，故D错误；
故答案为D。
8、D
【解析】
A．摩尔质量的单位是g·mol-1，A错误；
B．质量的单位是g，B错误；
C．58.5gNaCl的物质的量为：，因此58.5g NaCl所含Na＋和Cl－均为1mol，共2mol，C错误；
D．1mol NaCl约含有6.02×1023个Cl－，D正确。
故答案为D。
9、C
【解析】
反应前后有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，据此解答。
【详解】
A、反应Na2CO3+2HCl=Na2CO3+CO2↑+H2O中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，A不符合；
B、反应H2O+CO2=H2CO3中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，B不符合；
C、反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中过氧化钠中的氧元素化合价部分升高，部分降低，属于氧化还原反应，且过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，C符合；
D、反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O中元素的化合价均不变化，是非氧化还原反应，D不符合；
答案选C。
10、A
【解析】
实验室没有950mL的容量瓶，应用1000mL的容量瓶进行配制，则n（Na2CO3）=1L×2mol/L=2mol， m（Na2CO3）=2mol×106g/mol=212g。
故选A。
11、A
【解析】
设臭氧（O3）的物质的量为n1，乙炔气（C2H2）的物质的量为n2，则臭氧（O3）中所含的原子数为3 n1，乙炔气（C2H2）中所含的原子数为4n2，根据题意可知3n1=4n2，则。又因为相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比，所以。故B、C、D错误，A正确。答案选A。
本题考查的是物质的量的相关计算。解题关键是根据原子数的关系找出物质的量的关系，再利用相同条件下体积之比等于物质的量之比计算。
12、D
【解析】
试题分析：标准状况下，H2SO4为液体，铁为固体，体积较小；HCl和氢气为气体，体积较大，其中V(HCl)=44.8L，V(H2)=×22.4L/mol=67.2L，则体积最大的是6g H2，故选D。
考点：考查了物质的量的计算的相关知识。
13、B
【解析】
A．碳酸钠与碳酸氢钠的阴离子不同，则不能用同一离子方程式表示，A错误；
B．二者反应实质相同，都是碳酸根离子与氢离子的反应：CO32-+2H+＝H2O+CO2↑，B正确；
C．前者除了氢离子与氢氧根离子反应外，钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，不能用同一个离子方程式表示，C错误；
D．碳酸钡在离子反应中应保留化学式，且产物中水、气体应保留化学式，BaCl2+Na2SO4反应生成硫酸钡和氯化钠，而BaCO3+HCl反应生成氯化钡、水、二氧化碳，不能用同一离子方程式表示，D错误；
答案选B。
【点晴】
明确发生的化学反应及离子方程式书写的方法是解题关键，注意离子方程式遵循质量守恒定律、原子个数守恒定律，注意化学式的拆分。
14、B
【解析】
反应中氯酸钾中的氯元素化合价降低，做氧化剂；盐酸中的部分氯元素化合价升高，做还原剂和酸。
【详解】
A. 反应中还原剂是HCl，还原产物是氯气，故错误；
B. 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物分析，氧化剂为KClO3，氧化产物为Cl2，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物分析，氧化性强弱关系为：KClO3＞Cl2，故正确；
C. 若有6mol盐酸参加反应，有5mol做还原剂，1mol表现酸性，所以反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5，故错误；
D. 氯酸钾中的氯元素化合价降低5价，当消耗1mol氧化剂时，反应中转移电子的物质的量为5mol，故错误。
故选B。
掌握常见的氧化还原反应，尤其是归中反应。在此反应中氯酸钾做氧化剂，盐酸部分做还原剂，氯气既是氧化产物又是还原产物。
15、C
【解析】
设A为2 mol，由化学方程式可知分解生成6 mol气体，根据m1=n1M1可得混合气体质量m=6 mol×30 g/mol=180 g。根据M=，可得A的摩尔质量M==90 g/mol。
【详解】
A．固体A的相对原子质量数值上和A的摩尔质量相等为90，单位为1，A错误。
B．A的相对分子质量为90，单位为1不是g/mol，故B错误。
C．A的相对分子质量单位和数值都对，C正确。
D．单位正确但是数值不对，故D错误。本题选C。
16、A
【解析】
甲、乙两烧杯中，大量含有的离子有Cu2+、Ba2+、H+、Cl-、、OH-共六种。且两溶液中大量存在的离子种类互不相同。已知甲烧杯的溶液呈蓝色，则甲溶液中含有Cu2+，结合离子共存关系，因此OH-不能在甲溶液中，即乙溶液中含有OH-，则H+不能与OH-共存，则甲溶液中含有H+，由于Ba2+、和不能共存，只能分别在甲乙两溶液中，溶液为电中性，一个溶液中既含有阳离子，同时也含有阴离子，则在甲溶液中，Ba2+在乙溶液中；根据题干信息，无法确定Cl-在哪个烧杯中，但根据Cl-的性质，Cl-既可以在甲溶液中，也可以在乙溶液中，综上分析，答案选A。

二、非选择题（本题包括5小题）
17、2Na+Cl22NaCl NaOH FeCl3 CaCl2和Ca(ClO)2 红褐色 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
【解析】
由流程可知，A与水反应生成C，且C与二氧化碳反应，则A为Na，C为NaOH、E为Na2CO3，B为Cl2，D为FeCl3，F为CaCl2，结合元素化合价知识及化学用语解析。
【详解】
（1）A为Na，B为Cl2，生成NaCl的化学方程式：2Na+Cl22NaCl；
（2）由分析可知各物质的化学式：C为NaOH，D为FeCl3；
（3）工业上制取漂白粉，反应的方程式为：2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2；
（4）若把A为Na投入盛有D为FeCl3的溶液中，A与水反应生成NaOH，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ ，再发生3NaOH+FeCl3═Fe（OH）3↓+3NaCl，溶液中出现红褐色沉淀。
18、MgCl2、NaOH和Ba(NO3)2 K2CO3 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ Mg(OH)2+2H+=== Mg2++2H2O Ba2++=== BaSO4↓
【解析】
①取一定量粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，可能是Ba(NO3)2和K2CO3反应生成BaCO3沉淀；MgCl2和NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀；MgCl2和K2CO3反应生成MgCO3沉淀，沉淀的组成有多种可能。
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失，没有气泡产生，证明沉淀中没有BaCO3、MgCO3，沉淀为Mg(OH)2，原白色粉末中一定有MgCl2和NaOH，一定没有K2CO3；
③向①的上层清液中滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，白色沉淀为BaSO4，原白色粉末中一定有Ba(NO3)2，根据上述分析作答。
【详解】
(1)由分析可知，原白色粉末中一定含有的物质是MgCl2、NaOH和Ba(NO3)2，答案：MgCl2、NaOH和Ba(NO3)2；
(2)由分析可知，原白色粉末中一定不含有的物质是K2CO3，答案：K2CO3；
(3)①中白色沉淀为Mg(OH)2，反应的离子方程式是Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓；
②加入稀硝酸Mg(OH)2溶解，酸碱中和生成盐和水，反应的离子方程式是Mg(OH)2+2H+=== Mg2++2H2O；
③加入稀硫酸生成白色沉淀为BaSO4，反应的离子方程式是Ba2++=== BaSO4↓'；
答案：Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓；Mg(OH)2+2H+=== Mg2++2H2O；Ba2++=== BaSO4↓。
②中白色沉淀为氢氧化镁是本题解答的关键，常见酸、碱、盐在水中溶解性及主要化学性质在学习中要注意整理和记忆。
19、BaCl2溶液 Na2CO3溶液 蒸发结晶 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
【解析】
氯化钠中含有硫酸钠和碳酸钠，应加入过量的氯化钡除去，氯化钡有剩余，再加入过量的碳酸钠除去钡离子，过滤后向滤液中加入盐酸除去碳酸钠，最后加热蒸发结晶即可得氯化钠晶体。
【详解】
氯化钠中含有硫酸钠和碳酸钠，先加水溶解，然后加入过量的氯化钡除去，氯化钡有剩余，再加入过量的碳酸钠除去钡离子，过滤后向滤液中加入盐酸除去碳酸钠，最后加热蒸发结晶即可得氯化钠晶体。所以①为加水溶解，②为加入过量的氯化钡溶液，③为加入过量的碳酸钠溶液，④为过滤，⑤为加入过量的盐酸溶液除去碳酸钠，⑥为加热蒸发结晶。(1)根据分析②为加入过量的氯化钡溶液，③为加入过量的碳酸钠溶液，⑥为蒸发结晶；
(2). ⑤为加入过量的盐酸，与碳酸钠反应生成氯化钠和水和二氧化碳，方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
掌握除杂的原则，能将杂质除去，不引入新的杂质，将杂质转化为容易分离的物质。本题中硫酸钠杂质转化为硫酸钡沉淀，除杂试剂含有钡离子，为了能完全除去硫酸根离子，钡离子的除杂试剂应过量，则钡离子有剩余，变成新的杂质，需要除去，再加入碳酸钠除去钡离子，过量的碳酸根离子可以用盐酸除去，多余的盐酸可以在溶液加热蒸发的过程去除。
20、分液漏斗 MnO2＋4H+ ＋2Cl- Mn2+＋Cl2↑＋2H2O 饱和NaCl溶液 Cl2 + 2OH- = Cl— +ClO— + H2O 2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O 取少量反应后的固体于试管中，加水溶解，滴加足量BaCl2溶液，静置一段时间后，再向试管中滴加NaOH溶液若变浑浊，说明固体中含有碳酸氢根离子或取少量固体加热，将产生的气体通向澄清石灰水若石灰水变浑浊，则说明固体中含有碳酸氢根离子
【解析】
（1）实验室制氯气时用二氧化锰和浓盐酸来制，X仪器名称是分液漏斗；
（2）用饱和食盐水来吸收氯气中的杂质氯化氢；E用来吸收尾气；
（3）装置C中Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，且生成的气体产物仅为Cl2O，固体产物两种，其中之一NaHCO3，另一种是氯化钠；
（4）根据HCO3ˉ的性质设计。
【详解】
（1）实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气，X仪器名称是分液漏斗，烧瓶中反应的离子方程式 MnO2＋4H+ ＋2Cl- Mn2+＋Cl2↑＋2H2O；
（2）用饱和食盐水来吸收氯气中的杂质氯化氢，试剂Y是：饱和NaCl溶液；E装置中反应的离子方程式Cl2 +2OH－=Cl－+ClO－+H2O；
（3）装置C中Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，且生成的气体产物仅为Cl2O，固体产物两种，其中之一NaHCO3，另一种是氯化钠，反应的化学方程式，2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O；
（4）设计实验方案验证C中生成的固体中存在HCO3ˉ，可以用利用碳酸氢钠的不稳定性，也可以配成溶液后，先排除碳酸根根离子的干扰，再检验碳酸氢根，方法是：取少量反应后的固体于试管中，加水溶解，滴加足量BaCl2溶液，静置一段时间后，再向试管中滴加NaOH溶液若变浑浊，说明固体中含有碳酸氢根离子。另一方法是：取少量固体加热，将产生的气体通向澄清石灰水若石灰水变浑浊，则说明固体中含有碳酸氢根离子。
21、C Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O，Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O NaOH、NaAlO2 OH－+CO2＝HCO3－、CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－ Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+NH4+
【解析】
氢氧化铝受热分解生成氧化铝，则步骤③中生成的沉淀是氢氧化铝，因此滤液Ⅱ中含有偏铝酸盐，则原料B是强碱，因此滤液Ⅰ中含有铝盐和铁盐，则原料A应该是酸，所以残渣是二氧化硅，结合问题分析解答。
【详解】
（1）A、铝矾石中含有的SiO2是非金属氧化物，氧化铁是金属氧化物，氧化铝是两性氧化物，因此含有三种类型的氧化物，故A错误；
B、河沙的主要成分为SiO2，因此铝矾石与河沙含有的成分不完全相同，故B错误；
C、电解法炼铝，必定消耗电能，故C正确；
D、步骤①是酸溶解氧化铁和氧化铝，步骤②是碱沉淀铁离子以及把铝离子转化为偏铝酸根离子，步骤③是二氧化碳把偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解以及氧化铝电解均是分解反应，所以铝矾石炼铝的过程中涉及复分解反应、分解反应等，不涉及置换反应，故D错误。
答案选C。
（2）原料A溶解矿石，可利用强酸，分离出不溶物SiO2，反应的离子方程式为Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。
（3）步骤②中可加入强碱例如氢氧化钠，沉淀出Fe3＋，使Al3＋转化为偏铝酸根离子留在溶液里，所以滤液Ⅱ中所含溶质为NaOH、NaAlO2。通入CO2发生的反应为：OH－+CO2＝HCO3－、CO2+AlO2－+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－；
（4）若步骤③中用氨气代替CO2，则滤液Ⅱ中含有铝离子，则步骤③生成沉淀的离子方程式为Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+NH4+。
该题以铝矾石制取金属铝的工艺流程图为载体，培养学生获取有关的感性知识和印象，并运用分析、比较、概括、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用的能力。该题的关键是明确有关物质的性质差异，并能结合流程图灵活运用即可。