2026届山西省长治市潞州区长治二中化学高一第一学期期中达标检测试题含解析.doc

2026届山西省长治市潞州区长治二中化学高一第一学期期中达标检测试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题（每题只有一个选项符合题意）
1、欲配制100 mL 1.0 mol·L－1硫酸钠溶液，不正确的方法是
A．将14.2 g 硫酸钠溶于100 mL水中
B．将32.2 g Na2SO4·10H2O溶于少量水中，再加水稀释至100 mL
C．将20 mL 5.0 mol·L－1硫酸钠溶液用水稀释至100 mL
D．将14.2 g 硫酸钠溶于水中得到100 mL溶液
2、把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物6.56g溶于水制成100mL溶液，测得溶液中Na＋的浓度为0.5mol/L。向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应，将溶液蒸干后，所得固体质量为( )
A．2.925g B．5.85 g
C．6.56g D．无法确定
3、下图原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是

A．锌片是正极，铜片上有气泡产生 B．电流方向是从锌片流向铜片
C．溶液中H+的物质的量浓度减小 D．铜片溶解
4、下列化学反应的离子方程式正确的是（    ）
A．用小苏打治疗胃酸过多：HCO3﹣+H+=CO2↑+H2O
B．往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO32﹣+2H+=CO2↑+H2O
C．往氨水中滴加氯化镁溶液：Mg2+2OH﹣=M(OH)2↓
D．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba2++SO42﹣+H++OH﹣=BaSO4↓+H2O
5、448mL某气体在标准状况下的质量为1.28g,该气体的摩尔质量约为（ ）
A．32g B．64 C．64g·mol-1 D．32 g·mol-1
6、下列各组物质中，第一种是酸，第二种是碱，第三种是混合物，第四种是碱性氧化物的是(     )
A．硫酸、苛性钠、CuSO4·5H2O、氧化铜 B．次氯酸、纯碱、空气、氧化铁
C．盐酸、胆矾、熟石灰、三氧化硫 D．硝酸、烧碱、氯水、生石灰
7、2mol Cl2和2mol CO2相比较，下列叙述中正确的是
A．体积相等 B．原子数相等 C．分子数相等 D．质量相等
8、在某无色酸性溶液中能大量共存的一组离子是
A．Na+、K+、HCO3-、NO3- B．NH4+、SO42-、Al3+、NO3-
C．Na+、Ca2+、NO3-、CO32- D．K+、MnO4-、NH4+、NO3-
9、下列叙述正确的是 (　　)
A．固态氯化钠不导电，所以氯化钠是非电解质 B．铜丝能导电，所以铜是电解质
C．氯化氢水溶液能导电，所以氯化氢是电解质 D．CO2溶于水能导电，所以CO2是电解质
10、下列各组混合物中，能用分液漏斗进行分离的是( )
A．碘和四氯化碳 B．水和四氯化碳
C．酒精和水 D．汽油和植物油
11、标准状况下V L的HCl气体溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g/mL)，所得溶液的密度为ρ g/mL，质量分数为ω，物质的量浓度为c mol/L，则下列关系中不正确的是（ ）
A．c＝ B．ω＝
C．ω＝ D．ρ＝
12、将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质质量分数为
A．82a/(46a+m)% B．8200a/(46a+2m) % C．8200a/(46a+m)% D．8200a/(69a+m) %
13、从50mL 5mol·L-1的盐酸中取出5mL，这5mL溶液的物质的量浓度是 （ ）
A．5mol/L B．0.5 mol/L C．50mol/L D．1mol/L
14、如图所示，A处通入潮湿的Cl2，关闭B阀时，C处干燥的红色布条看不到明显现象，打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，则D瓶中装的不可能是（ ）

A．浓H2SO4 B．NaOH溶液 C．澄清石灰水 D．饱和NaCl溶液
15、下列反应不属于四大基本反应类型的是
A．H2+CuO H2O+Cu B．Cl2+H2O = HCl+HClO
C．Na2O+H2O = 2NaOH D．Ca(OH)2+2HCl = CaCl2+2H2O
16、用如右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )

A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
二、非选择题（本题包括5小题）
17、电解NaCl溶液可得到NaOH、Cl2和H2，它们是重要的化工原料。有关反应关系如下图所示：（部分反应条件和物质省略）

回答下列问题：
（1）Cl2与NaOH溶液反应可以制取“84”消毒液，发生反应的方程式为____________ 。
（2）B溶液→A溶液所发生反应的离子方程式为_____________________，若标准状况下，22.4LCl2与足量的Fe反应，则反应过程中转移__________mol电子。
（3）A溶液能刻蚀铜印刷线路板，试写出该反应的离子方程式______________，该反应的还原剂是______。
（4）若检验A溶液中的阳离子，所用的试剂是____________，现象是___________________。
18、有A、B、C、三种元素，已知C原子最外层电子数为次外层电子数的3倍；B和C原子核外电子层数相等，而最外层电子数之和为10；A、C能形成AC型化合物，A2＋离子和B原子电子层数也相同。回答：
(1)画出A2＋离子的结构示意图　_____________________；
(2)A、B、C三元素符号分别为___________ 、_____________ 、__________。
19、实验是化学研究的一种重要手段，现有如图所示A～G七种仪器，请根据要求填空。

(1)写出仪器名称：E_____________，F_____________。
(2)实验室配制100 mL 0.5 mol/L的盐酸。
①下列关于仪器E的使用方法中，正确的是________(填下列选项的编号字母)。
a．使用前应检查是否漏液 b．使用前必须烘干
c．不能用作物质反应或溶解的容器 d．热溶液可直接转移到其中　
②配制该溶液需用10 mol/L的浓盐酸________mL。取用该体积盐酸时，需要用到上述仪器中的A和________(填仪器的编号字母)。
③下列操作会使配制的溶液浓度偏高的是________(填下列选项的编号字母)。
a．没有将洗涤液转移到容量瓶中
b．转移过程中有少量溶液溅出
c．摇匀后，液面下降，补充水
d．定容时俯视刻度线
e．清洗取液用的量筒并把溶液转移至容量瓶中
20、如图是一套制取并验证氯气部分化学性质的实验装置。

回答下列问题：
(1)装置 A 中，仪器 a 的名称叫_____，该仪器中盛放的试剂为_____，装置 B的作用是_____。
(2)装置 A 中发生反应的化学方程式是_____。
(3)当 Cl2 持续通过时，装置 D 中干燥的有色布条能否褪色？为什么？_____，____。
(4)若要证明干燥的 Cl2 无漂白性，可在装置 D 前添加一个装有_____的洗气瓶。
(5)装置 E 的作用是_____，该反应的离子方程式为_____。
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】
根据c＝n/V计算。
【详解】
A、14.2gNa2SO4的物质的量为14.2g÷142g/mol=0.1mol，溶于100 mL水中，溶液的体积不等于溶剂的体积，所以无法计算出物质的量浓度，A错误；
B、32.2gNa2SO4•10H2O物质的量为32.2g÷322g/mol=0.1mol，硫酸钠的物质的量等于硫酸钠晶体的物质的量，硫酸钠的物质的量浓度c=0.1mol÷0.1L=1.0mol•L-1，B正确；
C、根据稀释定律，稀释前后溶质硫酸钠的物质的量不变，则20mL×5mol/L=100mL×c（硫酸钠），则c（硫酸钠）=1mol/L，C正确；
D、14.2gNa2SO4的物质的量为14.2g÷142g/mol=0.1mol，溶于水中得到100 mL溶液，则硫酸钠溶液的浓度c=0.1mol÷0.1L=1.0mol•L-1，D正确。
答案选A。
本题主要考查一定物质的量浓度的溶液的配制及对物质的量浓度的理解、计算。注意c＝n/V中体积“V”是溶液的体积而不是溶剂的体积，为易错点。
2、A
【解析】
溶液中钠离子的物质的量为0.05mol，向该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应，将溶液蒸干后，所得固体为氯化钠，由钠的守恒可知，氯化钠的物质的量为0.05mol，其质量为：0.5×0.1×58.5=2.925g；
答案选A。
3、C
【解析】试题分析：由图中信息可知，该原电池为铜锌原电池，其中锌是负极、铜是正极，电池工作时，锌失去电子被氧化，锌逐渐溶解；电子经导线从锌片流向铜片，电流的方向与电子的运动方向相反；溶液中的H+在正极上被还原为氢气，故正极上有气泡产生，溶液中H+的物质的量浓度减小。综上所述，C正确，本题选C。
4、A
【解析】
A.胃酸的主要成分是HCl，能与NaHCO3溶液反应，生成NaCl、H2O和CO2，该离子方程式正确，A符合题意；
B.MgCO3难溶于水，在离子方程式中应保留化学式，其反应的离子方程式为：MgCO3+2H+＝Mg2++H2O+CO2↑，选项错误，B不符合题意；
C.NH3·H2O为弱碱，在离子方程式中保留化学式，该反应的离子方程式为：Mg2++2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓+2NH4+，选项错误，C不符合题意；
D.Ba(OH)2和H2SO4反应的化学方程式为：Ba(OH)2+H2SO4＝BaSO4↓+2H2O，故参与反应的H+和OH-的系数比为2:2，离子方程式应该为Ba2++SO42﹣+2H++2OH﹣＝BaSO4↓+2H2O，选项错误，D不符合题意；
故答案为A。
5、C
【解析】
448mL某气体在标准状况下的质量为1.28g，物质的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，所以根据m=nM可知该气体的摩尔质量是1.28g÷0.02mol＝64g/mol，答案选C。
6、D
【解析】
在溶液中电离出来的阳离子全部是H+的化合物叫酸；在溶液中电离出来的阴离子全部是OH-的化合物叫碱；由两种或两种以上成分的物质叫混合物；能跟酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物，由此分析。
【详解】
在溶液中电离出来的阳离子全部是H+的化合物叫酸；在溶液中电离出来的阴离子全部是OH-的化合物叫碱；由两种或两种以上成分的物质叫混合物；能跟酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物。
A组中CuSO45H2O是纯净物，不是混合物，A项错误；
B.组中纯碱不是碱，B项错误；
C.组中胆矾不是碱，三氧化硫不是碱性氧化物，C项错误；
D.硝酸电离HNO3=H++NO3-，硝酸是酸；烧碱电离NaOH=Na++OH-，烧碱是碱；氯水是由Cl2通入水中形成的，属于混合物；生石灰与酸反应：CaO+2H+=Ca2++H2O，生石灰是碱性氧化物，D项正确；答案选D。
7、C
【解析】
2mol Cl2和2mol CO2物质的量相同，分子数相等，但由于没有说明温度和压强，不能比较其体积，因为每个分子中原子个数不同，所以原子数不相等，因为摩尔质量不同，所以质量也不相等，故选C。
8、B
【解析】
A、HCO3-能与酸中的H+反应，不能共存，故错；
C、CO32-能与酸中的H+还有Ca2+反应，不能共存，故错；
D、MnO4-有颜色，不符合要求；
答案选B。
9、C
【解析】
A选项氯化钠虽然固态时不导电，但溶于水或熔融状态下能导电，所以氯化钠是电解质，A项错误；B选项电解质、非电解质是对化合物的分类，铜丝属于单质，既不是电解质，也不是非电解质，B项错误；D选项中只能说明H2CO3是电解质，经测定液态CO2不导电，所以CO2是非电解质。
10、B
【解析】
互不相溶的液体可以用分液漏斗进行分离。
【详解】
A. 碘易溶于四氯化碳，不能用分液漏斗进行分离，A项不符合题意；
B. 水和四氯化碳不互溶，能用分液漏斗进行分离，B项符合题意；
C. 酒精和水可以互溶，不能用分液漏斗进行分离，C项不符合题意；
D. 汽油和植物油可以互溶，不能用分液漏斗进行分离，D项不符合题意；
答案选B。
分液漏斗用于互不相溶且密度不同的两种液体的分离或萃取分液，分离液体时，需注意下层液体由下口放出，上层液体由上口倒出。
11、D
【解析】
A项、标准状况下VL HCl溶解在1L水中，所得溶液中溶质的物质的量为mol，则溶液的质量为（×36.5+1000）g，溶液的体积为mL，故溶液的物质浓度为，故A正确；
B项、标准状况下VLHCl溶解在1L水中，所得溶液中溶质的物质的量为mol，溶质质量为×36.5g，则所得溶液的质量分数为，故B正确；
C项、标准状况下VLHCl溶解在1L水中，所得溶液中溶质的物质的量为mol，溶质质量为×36.5g，溶液的质量为（×36.5+1000）g，则所得溶液的溶质质量分数，故C正确；
D项、标准状况下VLHCl溶解在1L水中，所得溶液中溶质的物质的量为mol，则溶液的质量为（×36.5+1000）g，溶液的体积为mL则所得溶液的密度，故D错误；
故选D。
12、C
【解析】
钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气。根据方程式计算。
【详解】
将a mol钠和水反应生成a mol氢氧化钠和a/2mol氢气，a mol铝和a mol氢氧化钠反应生成a mol偏铝酸钠和3a/2mol氢气，反应后的溶液的质量为23a+27a+m-(a/2+3a/2×2=(m+46a)g，溶质偏铝酸钠的质量为82ag。则质量分数为82a /(m+46a) ×100%。
故选C。
掌握钠和水的反应、铝和氢氧化钠溶液的反应，能根据方程式进行计算，计算溶液的质量时注意从总质量中将产生的氢气的质量减去。
13、A
【解析】
溶液是均一稳定的，则从50mL 5mol·L-1的盐酸中取出5mL，这5mL溶液的物质的量浓度是5mol/L。
答案选A。
14、D
【解析】
次氯酸具有漂白作用而氯气不具有漂白性，所以干燥的氯气不能漂白有色布条，含水蒸气的氯气能使有色布条褪色，A处通入氯气，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色，因此说明D中溶液可以吸收氯气或可干燥氯气，据此分析来解答。
【详解】
A．浓硫酸具有吸水性，氯气通过浓硫酸得到干燥的氯气，故A与题意不符；
B．氯气通过NaOH溶液，与氢氧化钠反应，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，故B与题意不符；
C．氯气通过澄清石灰水，与氢氧化钙反应，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象，故C与题意不符；
D．氯气与食盐水不反应，进入C的为潮湿的氯气，关闭B阀时，C处红色布条逐渐褪色，故D符合题意；
答案选D。
15、B
【解析】
四种基本反应类型为：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，据此解答。
【详解】
A. H2+CuOH2O+Cu属于的置换反应，故A与题意不符；
B. Cl2+H2O = HCl+HClO不属于四种基本反应类型，故B符合题意；
C. Na2O+H2O = 2NaOH属于化合反应，故C与题意不符；
D. Ca(OH)2+2HCl = CaCl2+2H2O属于复分解反应，故D与题意不符；
答案选B。
四种基本反应类型不能包含所有的反应，而所有的反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
16、D
【解析】
A、当铜丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铜丝时，铜丝与硫酸不接触，反应停止，故可通过上下移动①中铜丝可控制SO2的量，故A正确；
B、SO2具有漂白性，可用品红溶液验证SO2的生成，故B正确；
C、SO2为酸性气体，具有污染性，可与碱发生反应，用NaOH溶液吸收多余的SO2，故C正确；
D、铜与浓硫酸反应后①中溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成，无需向其中加水，并且将水加入浓硫酸中会使试管中液滴飞溅，发生危险，故D错误。
答案选D。

二、非选择题（本题包括5小题）
17、Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O 2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl- 2mol 2Fe3+＋Cu=2Fe2+＋Cu2+ Cu KSCN溶液 A溶液变成血红色
【解析】
（1）Cl2与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以制取“84”消毒液，发生反应的方程式为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O；
（2）铁在氯气中燃烧生成A固体为氯化铁，氯化铁溶于水得到A溶液为氯化铁溶液，氯化铁溶液中加入铁反应生成B溶液为氯化亚铁，氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，故B溶液→A溶液所发生反应的离子方程式为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-，若标准状况下，22.4LCl2与足量的Fe反应生成氯化铁，根据氯元素由0价变为-1价，则反应过程中转移2mol电子；
（3）A溶液为氯化铁溶液，能刻蚀铜印刷线路板，反应生成氯化亚铁和氯化铜，该反应的离子方程式为2Fe3+＋Cu=2Fe2+＋Cu2+，该反应中铜由0价变为+2价被氧化，作为还原剂，故还原剂是Cu；
（4）若检验A溶液中的铁离子，所用的试剂是KSCN溶液，现象是A溶液变成血红色。
18、 Mg C O
【解析】
A、B、C三种元素，C原子最外层电子数为次外层电子数的3倍，最外层上最多有8个电子，所以次外层应该是第一电子层，则C原子核外电子排布为2、6，所以C是O元素；B和C原子核外电子层数相等，而最外层电子数之和为10，则B核外电子排布为2、4，所以B是C元素；A、C能形成AC型化合物，A2+离子和B原子电子层数也相同，则A原子核外电子排布为2、8、2，因此A是Mg元素，据此分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是镁元素，B是碳元素，C是氧元素。
(1)A是镁元素，Mg2+核外有2个电子层，电子排布为2、8，最外层有8个电子，其质子数是12，所以其原子结构示意图为：；
(2)通过以上分析知，A、B、C分别是镁元素、碳元素、氧元素，元素符号分别是Mg，C，O。
本题考查原子结构示意图、元素推断，明确原子结构及原子构成的各种微粒关系是解本题关键。
19、容量瓶 冷凝管（冷凝器） ac 5 C de
【解析】
(1)根据图示中仪器的构造写出仪器的名称；
(2)①E为容量瓶，根据容量瓶的构造及正确使用方法进行解答；
②根据n=cV计算出氯化氢的物质的量，再根据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变计算出需要10mol/L的浓盐酸的体积；量取浓盐酸时需要使用量筒和胶头滴管；
③根据c=n/V可得，一定物质的量浓度溶液配制的误差都是由溶质的物质的量n和溶液的体积V引起的，误差分析时，关键要看配制过程中引起n和V怎样的变化：若n比理论值小，或V比理论值大时，都会使所配溶液浓度偏小；若n比理论值大，或V比理论值小时，都会使所配溶液浓度偏大。
【详解】
(1)由仪器的图形可知E为容量瓶，F为冷凝管（冷凝器），故答案为烧杯；冷凝管（冷凝器）；
(2)①E为容量瓶，只能在常温下使用，且只能用来配制溶液，且使用前要检查是否漏水，故答案为ac； 
②0.1L×0.5mol/L=10moL/L×V，V=0.005L，即5.0mL，取用该体积盐酸时，需要用到上述仪器中的量筒和胶头滴管，故答案为5；C；  
③a．没有将洗涤液转移到容量瓶，导致配制的溶液中溶质的物质的量偏小，配制的溶液浓度偏低，故a错误；        
b．转移过程中有少量溶液溅出，导致配制的溶液中溶质的物质的量偏小，配制的溶液浓度偏低，故b错误；
c．摇匀后，液面下降，补充水，导致配制的溶液体积偏大，溶液物质的量浓度偏低，故c错误；        
d．定容时俯视刻度线，导致加入的蒸馏水体积偏小，溶液体积偏小，配制的溶液浓度偏高，故d正确；
e. 清洗取液用的量筒并把溶液转移至容量瓶中,导致配制的溶液中溶质的物质的量偏大，配制的溶液浓度偏高，故e正确；
故选de。
本题考查了配制一定物质的量浓度的溶液的方法、常见仪器的构造及使用方法，题目难度不大，试题涉及的题量较大，知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况；有利于培养学生的逻辑思维能力和严谨的规范实验操作能力；该题的难点在于误差分析，注意明确误差分析的方法。
20、分液漏斗 浓盐酸 吸收 HCl MnO2 + 4HCl（浓）MnCl2 + 2H2O + Cl2 ↑ 能褪色 因为 Cl2 与带出的 H2O(g)反应生成 HClO，使有色布条褪色 浓 H2SO4 除去多余的 Cl2 Cl2＋2OH-＝Cl-＋ClO-＋H2O
【解析】
本题实验目的是制取Cl2和验证Cl2部分化学性质，从装置图上看，A装置是实验室制Cl2的“固+液气”装置，分液漏斗a中盛装浓盐酸，产生的Cl2中混合HCl气体， Cl2难溶于食盐水，而HCl极易溶于水，所以饱和食盐水的作用就是除去Cl2中的HCl气体，；Cl2能置换I2，淀粉溶液遇I2变蓝；Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，E中NaOH溶液能很好地吸收Cl2：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，由此分析解答。
【详解】
(1)仪器a的名称叫分液漏斗，该仪器中盛放浓盐酸，为实验中添加浓盐酸，控制反应速率。因Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl气体极易溶液于水，所以装置B吸收HCl，以除去Cl2的混有的HCl气体。
(2)浓盐酸与MnO2在加热条件下反应制取Cl2，其化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)当Cl2通过B、C溶液时会带有水蒸气，D中干燥的有色布条遇到潮湿的Cl2时有反应Cl2+H2O=HCl+HClO，HClO具有漂白性，所以有色布条褪色。
(4)若要证明干燥的Cl2无漂白性，就必须将Cl2中的水蒸气除去，而题目要求是通过洗气瓶，因此应选用液态干燥剂浓硫酸，所以在装置 D 前添加一个装有浓硫酸的洗气瓶。
(5)Cl2有毒，不能排放到大气中，多余的Cl2必须吸收，因Cl2易与NaOH溶液反应：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，所以装置E的作用是除去多余的Cl2；该反应的离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O。
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。