福建省厦门海沧实验中学2025年高一上化学期中达标测试试题含解析.doc

福建省厦门海沧实验中学2025年高一上化学期中达标测试试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．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、用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．氨气的摩尔质量是17g
B．NA个H2和NA个O2的质量比为1∶16
C．标准状况下，22.4 L水中含有的分子数目为NA
D．100 mL1mol/LMgCl2溶液中含有0.1mol Cl-
2、下列示意图中，白球代表氢原子，黑球代表氦原子，方框代表容器，容器中间有一个可以上下滑动的隔板(其质量可忽略不计)。其中能表示等质量的氢气与氦气的是
A． B． C． D．
3、发现电子的科学家是
A．卢瑟福 B．伦琴 C．道尔顿 D．汤姆孙
4、室温下，在两个体积相同密闭容器中，分别充等质量的甲、乙两种气体，若测得含甲气体的容器中气体压强大于含乙气体的容器中气体压强，则下列说法正确的是
A．在上述情况中甲气体密度比乙气体密度大
B．甲的摩尔质量比乙的摩尔质量小
C．甲的物质的量比乙的物质的量少
D．甲所含原子数比乙所含原子数少
5、将5mol·L－1的盐酸10mL稀释到200mL，从中取出10mL的溶液的物质的量浓度是
A．0.05 mol·L－1 B．0.25 mol·L－1
C．0.10 mol·L－1 D．0.50 mol·L－1
6、下列电离方程式中书写正确的是（　　）
A．NaHSO4Na++H++SO42﹣ B．NaHCO3Na++H++CO32﹣
C．HClO=H++ClO﹣ D．MgCl2═Mg2++2Cl﹣
7、等质量的下列物质中，所含分子数最少的是( )
A．Cl2 B．NH3 C．HCl D．H2SO4
8、有关物质的除杂，下列说法正确的是（　　）
A．除去KNO3溶液中的少量KCl，加过量AgNO3溶液并过滤
B．除去CO气体中混有的少量CO2，可通过足量的灼热的CuO
C．通过蒸馏除去自来水中混有的各种盐以获得蒸馏水
D．通过分液除去酒精中混有的水
9、下列关于化学反应类型的叙述中，正确的是
A．凡是生成盐和水的反应都是中和反应
B．复分解反应一定没有单质参加
C．生成一种单质和一种化合物的反应一定是置换反应
D．分解反应的生成物一定有单质
10、粗盐提纯实验的部分操作如图所示，其中错误的是(　　)
A．取一定量的粗盐 B．溶解
C．过滤 D．蒸发
11、检验溶液中的离子，实验步骤和结论均正确的是
A．加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，一定含有Cl-离子
B．加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成，一定含有离子
C．加入淀粉溶液变蓝，可能含有I2
D．加入BaCl2溶液，有白色沉淀，一定含有离子
12、下列叙述正确的是（ ）
A．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数
B．同等质量的氧气和臭氧中，氧原子数相同
C．1mol/L NaOH溶液中，含Na+数目为NA
D．标准状况下，NA个四氯化碳分子所占的体积约为22.4L
13、下列物质中属于电解质的是
A．氨水 B．二氧化碳气体 C．铜丝 D．氢氧化钠固体
14、下列化学用语正确的是（ ）
A．标准状况下气体摩尔体积约为 22.4 B．中子数为 8 的氧原子：18O
C．S2-的结构示意图： D．明矾的化学式：KAl(SO4)2·12H2O
15、下表中关于物质分类的正确组合是( )
类别组合
酸性氧化物
碱性氧化物
酸
碱
盐
A
CO
CuO
H2SO4
NH3·H2O
Na2S
B
CO2
Na2O
HCl
NaOH
NaCl
C
SO2
Na2O2
CH3COOH
KOH
CaF2
D
NO2
CaO
HNO3
Cu(OH)2CO3
CaCO3
A．A B．B C．C D．D
16、下列实验中，所采用的分离或提纯与对应原理都正确的是（ ）
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离氯化钠和碘的固体混合物
加热法
碘单质易升华
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去NaOH溶液中的Na2SO4
加适量的BaCl2后过滤
BaSO4难溶
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题（本题包括5小题）
17、Ⅰ.有一包白色固体粉末，其中可能含有KCl、BaCl2、Cu(NO3)2、K2CO3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AgNO3溶液，产生白色沉淀。
试根据上述实验事实，回答下列问题：
（1）写出原白色粉末中一定含有的物质的化学式____________________。
（2）写出原白色粉末中一定不含有的物质的电离方程式________________。
（3）写出④变化的离子方程式：______________________。
Ⅱ. 实验室需要240 mL0.5 mol·L-1的NaOH溶液，现用固体烧碱进行配制。
（1）需称量_________ g 烧碱，应放在_______中称量、溶解。
（2）完成此配制实验，除了量筒，烧杯，玻璃棒外还需要的常见的玻璃仪器有___________。
（3）下列操作对所配溶液浓度偏大的有______。
A．烧碱在烧杯中溶解后，未冷却就立即转移到容量瓶中
B．容量瓶未干燥就用来配制溶液 C．定容时仰视容量瓶
D．称量时使用了生锈的砝码 E.未洗涤溶解烧碱的烧杯
18、淡黄色固体A和气体X存在如下转化关系：

请回答下列问题：
（1）固体A的名称____________，X的化学式 ____________。
（2）反应③的化学方程式为____________________。
（3）写出反应②的离子方程式________________________。
19、根据实验室制取蒸馏水的实验，回答下列问题：
（1）在试管中加入少量自来水，滴加几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液，观察到的实验现象是____________，由此说明自来水中含有的离子是__________________。
（2）实验室制取蒸馏水的装置如下图所示，请写出装置图中序号所示各仪器的名称____________。

（3）若取仪器⑤中收集得到的液体少许，加入到试管中，然后滴加几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液，观察到的现象是____________，原因是________________________。
（4）通过上述实验，你认为蒸馏实验的应用是____________________________________。
20、为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。

实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_________________________________________。
（2）B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________________________。
（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________________。
（4）过程Ⅲ实验的目的是_________________________________________________________。
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、B
【解析】
A. 氨气的摩尔质量是17g/mol，A错误；B. NA个H2和NA个O2的物质的量均是1mol，质量比为2∶32＝1∶16，B正确；C. 标准状况下水是液体，不能用气体摩尔体积计算22.4 L水中含有的分子数目，C错误；D. 100 mL1mol/LMgCl2溶液中含有0.2mol Cl-，D错误，答案选B。
2、A
【解析】
等质量的H2与He的物质的量的关系为n(H2)∶n(He)＝=2∶1，相同条件下气体的物质的量与体积成正比，所以其体积关系为V(H2)∶V(He)＝2∶1，C、D均不正确；氦气分子为单原子分子，B不正确，因此A符合题意；
答案选A。
3、D
【解析】
A项、卢瑟福根据α粒子散射实验，，提出原子核式结构模型，故A错误；
B项、最早发现x射线的科学家是伦琴,所以x射线也叫伦琴射线，故B错误；
C项、道尔顿在化学上的主要贡献是提出了原子学说，故C错误；
D项、1897年，汤姆生发现原子里有电子，故D正确；
故D正确。
4、B
【解析】
室温下，在两个体积相同密闭容器中，分别充等质量的甲、乙两种气体，若测得含甲气体的容器中气体压强大于含乙气体的容器中气体压强，说明甲气体的物质的量比乙大，则说明甲的摩尔质量比乙小。
【详解】
A. 在上述情况中两种气体的密度相同，故错误；
B. 根据以上分析，甲的摩尔质量比乙的摩尔质量小，故正确；
C. 根据以上分析，甲的物质的量比乙的物质的量大，故错误；
D. 不能确定甲乙分子式，所以不能比较甲乙所含原子数多少，故错误。
故选B。
5、B
【解析】
设稀释后盐酸物质量浓度为c，则：10mL×5mol/L=200mL×c，解得c=0.25mol/L，由于溶液是均匀的，所以取出的10ml盐酸的浓度等于稀释后盐酸的浓度为0.25mol/L，答案选B。
6、D
【解析】
用化学式和离子符号表示电离过程的式子，称为电离方程式，表示物质溶解于水时电离成离子的化学方程式，结合物质的组成分析判断。
【详解】
A.NaHSO4是强酸的酸式盐，在水中完全电离产生Na+、H+、SO42-，电离方程式是NaHSO4＝Na++H++SO42-，A错误；
B.NaHCO3是弱酸的酸式盐，完全电离产生Na+、HCO3-，电离方程式是：NaHCO3＝Na++HCO3-，B错误；
C.HClO是一元弱酸，主要以电解质分子存在，在溶液中存在电离平衡，电离方程式是HClOH++ClO-，C错误；
D.MgCl2是正盐，在溶液中完全电离，电离方程式是MgCl2＝Mg2++2Cl－，D正确。
答案选D。
7、D
【解析】
根据n=比较。
【详解】
根据n=可知，等质量时，物质的相对分子质量越大，分子数越小，题中H2SO4的相对分子质量最大，为98，则H2SO4的分子数最少，故选D。
本题综合考查物质的量的计算，侧重于学生计算能力的考查，注意把握相关计算公式的运用，找出物理量之间的关系，可省去计算的繁琐。
8、C
【解析】
A．应加入适量的硝酸银，否则硝酸银过量，引入新杂质，故A错误；
B．CO会与灼热的CuO反应生成CO2和Cu单质，故B错误；
C．水中的杂质难挥发，可用蒸馏除去自来水中混有的各种盐获取蒸馏水，故C正确；
D．酒精和水是互溶的两种液体，不能用分液除去酒精中混有的水，故D错误；
故答案为C。
除杂质题最少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应②反应时不能引入新的杂质。
9、B
【解析】
A.因为有盐和水生成的反应不一定是中和反应。例如二氧化碳和氢氧化钠反应就是生成盐碳酸钠和水的反应，A不正确；
B.复分解反应一定没有单质参加，因为复分解反应中的物质都是化合物，B正确；
C.如一氧化碳还原氧化铜的反应，生成铜单质和二氧化碳的反应就不属于置换反应，C不正确；
D.如高温煅烧石灰石属于分解反应，但生成物为二氧化碳和氧化钙都是化合物，D不正确；
答案选B。
10、C
【解析】
A.固体药品的取用使用药匙，故A正确；
B.溶解的过程中，使用玻璃棒搅拌促进溶解，故B正确；
C.过滤过程中，使用玻璃棒引流，故C错误；
D.蒸发过程中，使用玻璃棒搅拌，使药品受热均匀，故D正确。
故选C。
过滤操作中的“一贴二低三靠”是指:
1.一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁。
2.二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，漏斗中液体略低于滤纸的边缘。
3.三靠：烧杯的尖嘴紧靠玻璃棒；玻璃棒的底端靠漏斗三层滤纸处；漏斗颈紧靠烧杯内壁。
11、C
【解析】
A．加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，沉淀可能为AgCl或Ag2CO3，则不一定含有Cl-离子，A错误；
B．加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成，还可能是离子，被硝酸氧化为，B错误；
C．能使淀粉溶液变蓝，则含有I2，C正确；
D．加入BaCl2溶液，有白色沉淀，沉淀可能为BaSO4或BaCO3，则不一定含有离子，D错误。
答案选C。
Cl-离子的检验：加入HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，含有Cl-离子；离子的检验：先加盐酸，无沉淀，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀，含有离子。
12、B
【解析】
A、n(Mg)==1mol，n(Al)==1mol，由于Mg原子的质子数为12，Al原子的质子数为13，故1mol Mg的质子数为12NA，1mol Al的质子数为13NA，二者所含质子数不同，A错误；
B、设质量都为m g，则n(O2)==mol，n(O3)==mol，二者所含氧原子个数都是个，B正确；
C、题中没有告知溶液的体积，无法计算NaOH的物质的量，C错误；
D、常温下，CCl4为液态，则标况下CCl4一定是非气态，故不能使用Vm=22.4L/mol进行计算，D错误；
故选B。
13、D
【解析】
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质，注意电解质必须是化合物，不能是单质或混合物，据此分析解答。
【详解】
A、氨水是混合物，所以氨水既不是电解质也不是非电解质，选项A错误；
B、二氧化碳的水溶液能导电，但导电的离子是二氧化碳和水反应生成的碳酸电离的，所以二氧化碳是非电解质，选项B错误；
C、铜丝是单质，所以铜丝既不是电解质也不是非电解质，选项C错误；
D、氢氧化钠在水溶液和熔融状态下都能导电，所以氢氧化钠固体是电解质，选项D正确。
答案选D。
本题考查了电解质判断，难度不大，注意不是电解质的物质不一定是非电解质，如混合物或单质。
14、D
【解析】
A. 标准状况下气体摩尔体积约为22.4L/mol，故A错误；
B. 中子数为 8 的氧原子可表示为168O，故B错误；
C. S2-的结构示意图： ，故C错误；
D. 明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，故D正确。
故选D。
15、B
【解析】
试题分析：A、CO是不成盐氧化物，CuO是碱性氧化物，H2SO4是酸，NH3•H2O是碱，Na2S是盐，故A错误；B、CO2能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，Na2O和酸反应生成盐和水属于碱性氧化物，HCl属于酸，NaOH属于碱，故B正确；C、Na2O2与酸反应除了生成盐和水，还生成氧气，不是碱性氧化物，故C错误；D、NO2与碱反应除了生成盐和水，还生成NO，不是酸性氧化物；Cu(OH)2CO3是盐不是碱，故D错误；故选B。
【考点定位】考查物质的分类
【名师点晴】本题考查了物质分类方法和物质组成的特征理解应用，酸碱盐、酸性氧化物、碱性氧化物等概念，掌握基础是关键。碱指电离时产生的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物；酸指电离时产生的阳离子全部都是氢离子的化合物；盐指电离时生成金属阳离子(或NH4+)和酸根离子的化合物；碱性氧化物指与水反应生成碱的氧化物或能跟酸起反应生成一种盐和水的氧化物．(且生成物只能有盐和水，不可以有任何其它物质生成)；酸性氧化物是指能与水作用生成酸或与碱作用生成盐和水的氧化物(且生成物只能有一种盐和水，不可以有任何其它物质生成)。
16、B
【解析】
A．乙醇与水互溶，不分层，则乙醇不能作萃取剂萃取水中的碘，故A错误；
B．碘加热易升华，而NaCl不能升华，则加热可分离氯化钠和碘的固体混合物，故B正确；
C．二者的溶解度受温度影响不同，则利用重结晶法除去KNO3固体中混有的NaCl与溶解度受温度影响不同有关，方法与原理不对应，故C错误；
D．加适量的BaCl2反应生成硫酸钡沉淀和NaCl，引入新杂质NaCl，试剂选择不合理，故D错误；
故答案选B。

二、非选择题（本题包括5小题）
17、BaCl2、K2CO3 Cu(NO3)2=Cu2++2NO3— Ag++Cl—=AgCl↓ 5.0 小烧杯 250 mL容量瓶，胶头滴管 AD
【解析】
Ⅰ. 有一包白色固体粉末，其中可能含有KCl、BaCl2、Cu（NO3）2、K2CO3中的一种或几种；
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色说明一定不含Cu（NO3）2、所以沉淀为碳酸钡，判断BaCl2、K2CO3一定存在；
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，证明沉淀是BaCO3；
③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，证明白色沉淀为BaSO4；
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀，证明含有Cl-；
综上所述：白色固体粉末一定含有BaCl2、K2CO3；一定不含Cu（NO3）2；可能含有KCl；
（1）原白色粉末中一定含有的物质的化学式：BaCl2、K2CO3；
（2）原白色粉末中一定不含有的物质为Cu（NO3）2；电离方程式为：Cu（NO3）2=Cu2++2NO3-；
（3）取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀是氯化银，反应的离子方程式为：Ag++Cl-=AgCl↓；
Ⅱ.（1）实验室没有240 mL规格的容量瓶，必须配制250 mL溶液，需要称取的氢氧化钠的质量为：m=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g，烧碱易吸水且具有强腐蚀性，所以称量烧碱时要放在小烧杯中；
（2）配制溶液的步骤是：称量、溶解、冷却、转移、洗涤、转移、定容、摇匀，用烧杯溶解烧碱、可以用量筒量取水、用玻璃棒搅拌和引流、用250mL的容量瓶配制溶液、用胶头滴管定容、用托盘天平称量烧碱、用药匙取药品，所以除了量筒、烧杯、玻璃棒外还会用到的仪器有：250mL容量瓶，胶头滴管；
（３）A．NaOH在烧杯中溶解后，未冷却就立即转移到容量瓶中，则冷却后溶液体积偏小，浓度偏大，故A选；
B．若容量瓶未干燥即用来配制溶液，对溶液浓度无影响，因为只要定容时正确，至于水是原来就有的还是后来加入的，对浓度无影响，故B不选；
C．定容时仰视刻度线，会导致溶液体积偏大，则浓度偏小，故C不选；
D．砝码生锈后质量偏大，称量时m物=m砝+m游，称量时用了生锈的砝码后会导致溶质的质量偏大，故浓度偏大，故D选；
E．未洗涤溶解NaOH的烧杯，会导致溶质损失，浓度偏小，故E不选；
答案选AD。
18、过氧化钠 CO2 2Na + O2 Na2O2 Ca2++CO32-＝ CaCO3↓
【解析】
由转化关系可以知道,淡黄色固体A能与气体X反应生成固体Y与气体B，所以该反应为过氧化钠与二氧化碳反应，由此可推知淡黄色固体A为Na2O2，气体X为CO2，固体Y为Na2CO3，反应生成的气体为O2；碳酸钠与氯化钙溶液反应生成白色沉淀为CaCO3，所得溶液为NaCl溶液；
(1)由上述分析可以知道,固体A为过氧化钠；X的化学式为: CO2；综上所述，本题答案是：过氧化钠 ，CO2 。
(2) 金属钠与氧气反应生成过氧化钠，反应③的化学方程式为2Na + O2 Na2O2 ；综上所述，本题答案是： 2Na + O2 Na2O2。
（3）碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应②的离子方程式：Ca2++CO32-＝ CaCO3↓；综上所述，本题答案是：Ca2++CO32-＝ CaCO3↓。
19、试管中有白色沉淀产生 氯离子 ①酒精灯　②蒸馏烧瓶　③冷凝管　④牛角管　⑤锥形瓶 试管中无沉淀产生 因为制取的蒸馏水中不含有氯离子 除去自来水中难挥发或不挥发的杂质，得到纯净的蒸馏水
【解析】
（1）检验氯离子一般用硝酸酸化的硝酸银溶液；
（2）根据仪器构造判断其名称；
（3）根据制备的蒸馏水中不含有氯离子分析判断；
（4）依据蒸馏原理分析。
【详解】
（1）在试管中加入少量自来水，滴加几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液，观察到的实验现象是试管中有白色沉淀产生，由此说明自来水中含有的离子是氯离子。
（2）根据装置图可知①是酒精灯，②是蒸馏烧瓶，③是冷凝管，④是牛角管，⑤是锥形瓶。
（3）仪器⑤中收集得到的液体是蒸馏水，取少许加入到试管中，然后滴加几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液，由于制取的蒸馏水中不含有氯离子，所以观察到的现象是试管中无沉淀产生。
（4）蒸馏是依据混合物中各组分沸点不同而分离的一种法，适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质，因此通过上述实验说明蒸馏实验的应用是除去自来水中难挥发或不挥发的杂质，得到纯净的蒸馏水。
本题考查实验室制备蒸馏水操作，明确蒸馏实验的原理及用到的仪器是解题关键，注意温度计水银球位置、注意冷凝水流向。
20、湿润的淀粉­KI试纸变蓝 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D，振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色 保证C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
【解析】
A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，湿润的淀粉-KI试纸变蓝，说明氯气的氧化性强于碘；生成的氯气通入B和C中与溴化钠反应生成溴，溶液变为棕红色，说明氯气置换出了溴；要验证溴的氧化性强于碘，只需要将C中的溴放入D中观察现象即可，据此解答。
【详解】
（1）湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，说明有单质碘生成，也说明氯气氧化性强于单质碘，故答案为湿润的淀粉-KI试纸变蓝；
（2）氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，反应的离子方程式为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-，故答案为Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
（3）为验证溴的氧化性强于碘，应将分液漏斗C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则静置后CCl4层溶液变为紫红色，故答案为打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D震荡，静至后CCl4层溶液变为紫红色；
（4）为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论，故答案为保证C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
本题探究了卤素单质的氧化性强弱。本题的易错点为（4），要注意氯气能够置换碘，要防止过量的氯气对实验的干扰，难点为（3），要注意根据实验装置的特点分析解答。
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。