高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用完整版习题ppt课件

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第一节 自然资源的开发利用
第1课时 金属矿物的开发利用（A）
一．单选题
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示几种金属被人类大规模开发利用的大致年限

之所以有先后，主要取决于
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
2．下列物质中，属于纯金属的是
A．水银 B．生铁 C．钢 D．保险丝
3．青铜是人类最早使用的合金。下列关于合金的说法不正确的是
A．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能
B．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
C．稀土金属对改善合金的性能作用非常大
D．储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金能满足某些尖端技术的需要
4．从本质上讲，工业上冶炼金属的反应一定都属于
A．氧化还原反应 B．置换反应
C．分解反应 D．复分解反应
5．有关金属矿物相关说法正确的是
A．活泼金属可以用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼
B．不活泼金属用电解法冶炼
C．铝热反应不是放热反应
D．合金是纯净物
6．下列冶炼方法错误的是
A． B．
C． D．
7．用铝热法还原下列化合物，若得到的金属均为，则消耗铝最多的是（ ）
A． B． C． D．
8．我国古代“药金”的冶炼方法是：将炉甘石（ZnCO3）和赤铜矿（Cu2O）与木炭按一定的比例混合后加热至800℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是
A．“药金”实质上是铜锌合金
B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金”
D．用火焰灼烧不能区别黄金和药金
9．下列有关金属铝的叙述正确的是
A．铝在常温下不能与氧气反应
B．铝不能与氯气反应
C．铝能置换出Fe、Cr、Mn等金属，是因为铝的还原性强且铝转化为氧化铝时放出大量的热
D．铝槽车能贮存浓硫酸、浓盐酸，铝合金是制造门窗、汽车、飞机的重要材料
10．下列金属的工业制法正确的是
A．制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B．炼铁：炼铁高炉中碳在高温下还原铁矿石中的铁
C．制钠：用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠
D．炼硅：用焦炭与二氧化硅在高温下反应生成粗硅和二氧化碳

二、填空题
11．钛（）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（）是目前使用最广泛的白色颜料。制备和的原料是钛铁矿，用含的钛铁矿（主要成分为）制备的流程如下：

（1）步骤①加的目的是________________________；步骤②冷却的目的是__________________。
（2）考虑成本和废物的综合利用等因素，水浸后的废液中应加入_______处理。
（3）由金红石（）制取单质钛（）的过程为，其中反应在氩气气氛中进行的理由是______________________________。
12．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的通常有两种工艺。因向铝土矿中加入NaOH时形成的赤泥(残渣)中常含有铝硅酸钠，故流程乙常处理SiO2含量小于8%的铝土矿，若SiO2含量较高则可采用流程甲来处理。

请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_______。
(3)流程甲滤液D中通入过量CO2的化学方程式为_______。
(4)“通入过量CO2”能否改用盐酸_______，原因是_______。
(5)滤液E、K中溶质的主要成分是_______(填化学式)，写出该溶质的一种用途_______。
第1课时 金属矿物的开发利用（B）
1．下列说法不正确的是
A．钢是用量最大、用途最广的合金，青铜是我国使用最早的合金
B．储氢合金是一类能大量吸收 H2，并与 H2 结合成金属氢化物的材料
C．一般地，合金的硬度大于它的纯金属成分，熔点高于它的成分金属
D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金
2．下列制备金属单质的方法或原理正确的是
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
C．在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物制备单质Al
D．工业上用Al和Fe2O3冶炼大量单质铁
3．下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是（ ）
选项
金属
存在形式
冶炼方法
A
铜
化合态
铁的金属性比铜强，可将铁与溶液反应冶炼铜
B
银
化合态
银的金属性弱，用加热的方法冶炼
C
铁
化合态
铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁
D
钠
化合态
钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼
4．下列说法错误的是
A．有些活泼金属(如铝)可用作热还原法的还原剂
B．加强热，使CuO在高温条件下分解可制备单质Cu
C．金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子
D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
5．以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2S＋O22Cu＋SO2。下列说法不正确的是
A．化合价发生变化的元素有3种
B．Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为4 mol
D．SO2被分离、回收后氧化生成SO3，作为制取硫酸的原料
6．工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝。下列相关说法正确的是
A．氧化铝中的铝元素为＋3价，只有还原性，没有氧化性
B．加入冰晶石降低氧化铝的熔点，在熔融状态下易被还原
C．铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
D．铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
7．诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工高温业上冶炼钼的化学反应过程为①；②；③；④；⑤用还原剂将还原成金属钼。下列说法正确的是
A．煅烧产生的尾气可直接排放
B．是金属氧化物，也是碱性氧化物
C．是一种强酸
D．利用、和分别还原等量的，所消耗还原剂的物质的量之比为
8．磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
9．高炉炼铁生产中下列说法正确的是
A．还原氧化铁的还原剂是焦炭
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了除去过量碳
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿
10．实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是
①Fe2O3和MnO2 ②MnO2和V2O5 ③Cr2O3和V2O5 ④Fe3O4和FeO
A．①② B．②③ C．②④ D．①④

二、填空题
11．明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO、Fe2O3)可制备明矾。工艺流程如下：

已知：SiO2是不溶于硫酸的固体
回答下列问题：
(1)Al2O3与稀硫酸反应(用离子方程表示)___________。
(2)操作Ⅰ的名称是___________ ，滤渣Ⅰ的主要成分是___________。
(3)检验滤液Ⅰ中是否存在Fe3+的方法是___________。
(4)在滤液Ⅰ中加入高锰酸钾目的是___________，发生反应的离子方程式为(该条件下H+ 参与反应、Fe2+转化为Fe3+、MnO 转化为Mn2+)___________。
(5)根据流程图推测加入沉淀剂的目的是___________，滤渣Ⅱ中主要含有___________(填化学式，只写一种即可)。
12．为探索某工厂的废金属屑(主要成分为Fe、Cu、Al、Al2O3、Fe2O3等)的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、胆矾晶体(CuSO4·5H2O)和水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)。

请回答：
(1)试剂X是______；试剂Y是______。
(2)从CuSO4溶液中获取胆矾晶体的操作是_________、________过滤、洗涤。
(3)写出溶液A转化为固体C的离子方程式_____________。
(4)在步骤II时，小组成员小明用下图装置进行试验，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少，你的建议是_______。

(5)由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3＋对K2FeO4生成率有不同影响，由图可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为___________。


(6)在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一种环保工艺，该反应的总的离子方程式为_________。
(7)该小组同学取用100.0g该废金属屑，经过实验，最终得到胆矾晶体25.0g，该废料中铜的质量分数约为________。

参考答案
A卷
1．D
【详解】
金属的活泼性不同、金属的冶炼方法和冶炼难易程度不同，金属越活泼、越难冶炼、被开发利用得越晚，与金属在地壳中的含量多少、用途大小以及密度大小没有关系，综上所述，D正确；
故选：D。

2．A
【详解】
A．水银是金属汞，是纯金属，A正确；
B．生铁是铁碳合金，属于混合物，B错误；
C．钢是铁碳合金，属于混合物，C错误；
D．保险丝是铅锑合金，D错误；
故选A。
3．B
【详解】
A．合金是指在一-种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金的颜色比纯金属的颜色鲜艳，抗腐蚀能力更强,故合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，A正确；
B．目前世界上使用量最大的合金是钢铁，不是铝合金，B错误；
C．稀土金属被称为‘冶金工业的维生素”，在合金中加入稀土金属，使合金具有更优良的性能，对改善合金的性能作用非常大，C正确；
D．储氢合金是-种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气，循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆;钛合金、耐热合金和形状记忆合金主要应用于卫星、航空航天、生物工程和电子工业等，这些合金能满足某些尖端技术的需要，D正确；
故选B。
4．A
【分析】
金属的冶炼原理是将金属的化合物通过还原的方法使金属离子还原成金属单质。
【详解】
金属的冶炼原理是将金属的化合物通过还原的方法使金属离子还原成金属单质，元素的化合价发生变化，肯定是氧化还原反应，可以是分解反应，可以是置换反应，一定不是复分解反应，故选A。
【点睛】
本题考查金属冶炼，注意金属冶炼的一般方法和原理，注意反应类型的判断是解答关键。
5．A
【详解】
A．活泼金属难以用还原剂还原，常使用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼，A正确；
B．不活泼金属常用还原剂还原，也可用热分解法或电解法制取，B不正确；
C．铝与金属氧化物的铝热反应之所以能发生，就是因为铝热反应是放热反应，C不正确；
D．合金是金属与金属、或金属与非金属组成的混合物，D不正确；
故选A。
6．C
【详解】
A．工业上采取热分解氧化汞的方法冶炼汞，A正确；
B．利用铝热反应制取活动性弱的金属锰，B正确；
C．工业上冶炼铝是电解熔融的氧化铝，而不是氯化铝，因为熔融氯化铝不导电，C错误；
D．工业上用热还原法冶炼金属铁，D正确；
答案选C。
【点睛】
金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，用一般的热分解法就能得到金属单质；活动性居中或不太活泼的金属可用热还原法冶炼；金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原，往往采用电解法冶炼金属。
7．C
【分析】
铝热反应中铝作还原剂，提供电子，根据氧化还原反应电子守恒可知：生成金属所需要的电子越多，消耗铝的量就越大，即该金属元素化合价越高，则消耗铝越多。
【详解】
中的锰为+4价，中的铬为+3价，中的钨为+6价，中的铜为+2价，钨的化合价最高，因此消耗的铝最多，答案选C。
8．A
【详解】
A、冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO3ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，A项正确；
B、根据A中分析可知B项错误；
C、王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；
D、用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。
答案选A。
9．C
【详解】
A．铝在常温下能与O2反应(表面生成氧化膜)，A错误；
B．铝与氯气能反应，B错误；
C．铝与FexOy、Cr2O3、MnO2等发生铝热反应，C正确；
D．铝槽车不能贮存浓盐酸，D错误；
故选C。
10．C
【详解】
A．工业上用金属钠置换出熔融氯化钛(TiCl4)中的钛。在氯化钛水溶液中钠会和水反应生成氢氧化钠和氢气，而不会置换出钛，A项错误；
B．炼铁高炉中利用还原剂CO在高温条件下将铁矿石中的铁还原出来，B项错误；
C．用海水作原料制得精盐，再电解熔融氯化钠得到金属钠，C项正确；
D．高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅，同时生成了一氧化碳，而不是二氧化碳，D项错误；
答案选C。
11． （1）将还原为 析出绿矾（）
（2） 生石灰（或碳酸钙、碱）
（3） 高温下镁或钛与、等反应
【分析】
根据钛铁矿中、与浓硫酸反应的溶液中加入铁粉、过滤后，滤液冷却得到硫酸亚铁晶体推知，铁粉与铁离子发生反应得到亚铁离子。水浸后的溶液成酸性。
【详解】
(1）分析题图可知，钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾，所以要将+3价转化为+2价；降低温度，减小了的溶解度，有利于绿矶结晶析出。
（2）水浸过程发生的离子反应为，废液呈酸性，所以处理水浸后的废液应加入、或碱。
（3）由于和易与空气中的、等反应，故该反应应在氩气气氛中进行。
12．（1）Al2O3+ 6H+= 2Al3++ 3H2O
（2）SiO2＋2OH-= SiO+ H2O
（3）NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3
（4）不能 A1(OH)3沉淀会溶于过量的盐酸中
（5）NaHCO3 制纯碱或做发酵粉等
【分析】
由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A和滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al(OH)3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al(OH)3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3。
【详解】
(1)Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化物不能拆，离子方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；
(2)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，二氧化硅不能拆，故离子反应方程式为：SiO2＋2OH-= SiO+ H2O；
(3)流程甲滤液D含有偏铝酸钠，通入过量CO2反应生成氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3↓+NaHCO3；
(4)“通入过量CO2”不能改用盐酸，因为A1(OH)3沉淀会溶于过量的盐酸中；
(5)由分析可知滤液E、K中溶质的主要成分是NaHCO3，NaHCO3用途有制纯碱或做发酵粉等。
B卷
1．C
【详解】
A．钢是目前世界上用量最大、用途最广的合金，青铜在我国历史上是使用最早的合金，故A说法正确；
B．储氢合金是指能与 H2结合成金属氢化物的材料，能大量储存 H2，故B说法正确；
C．一般地，合金的硬度大于它的纯金属成分，但熔点低于它的成分金属，故C说法不正确；
D．新型合金种类很多，像钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金，故D说法正确；
本题答案C。
2．C
【分析】
金属冶炼的方法根据金属活动性来确定，非常活泼的金属(如钠、镁、铝等)用电解法冶炼，通过电解相应的熔融金属化合物来制备金属单质，较活泼金属(如铁、铜等)用热还原法冶炼，利用还原剂(如、、等)在高温下还原相应的金属化合物来制备金属单质，不活泼金属(如银、汞等)用热分解法冶炼，利用加热的方法分解相应的金属化合物来制备金属单质。除了选择正确的方法，还要根据工业生产实际选择合适的原料，如工业炼铁常用还原的方法，而不用铝热反应，因为利用铝热反应炼铁成本较高且得到的往往是金属粉混合物，难以分离。
【详解】
A．制备单质Mg应用电解熔融MgCl2的方法，A项错误；
B．制备Cu用热还原法制备，B项错误；
C．制备单质Al，在通电条件下，电解Al2O3和Na3AlF6的熔融混合物，C项正确；
D．工业炼铁常用还原的方法，而不用铝热反应，因为利用铝热反应炼铁成本较高且得到的往往是金属粉混合物，难以分离，D项错误；
答案选C。
3．D
【详解】
A．铜的性质较活泼，以化合态存在与自然界中，铁的金属性比铜强，可用铁将CuSO4溶液中的铜置换出来，这种方法称为湿法冶金，故A正确；
B．银的性质较弱，以化合态存在与自然界中，常常用加热Ag2O分解的方法冶炼银，故B正确；
C．铁的性质较活泼，以化合态存在与自然界中，常常用热还原法冶炼铁，如铝热法炼铁，故C正确；
D．钠的性质活泼，以化合态存在与自然界中，一般还原剂很难将其还原出来，常常用电解熔融NaCl的方法冶炼，故D错误；
故选D。
4．B
【详解】
A.铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，故A正确；
B.制备单质Cu用热还原法，故B错误；
C.金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，故C正确；
D.将旧金属回收，重新利用，变废为宝，故D正确；
答案：B
【点睛】
金属冶炼方法的选择，根据金属活动性顺序表，可以大致分成三种：
1.Al之前的金属很活泼，用电解盐或氧化物的方法冶炼；2.中等活泼的金属一般是热还原法，加热时用合适的还原剂（如CO、Al等）；3.不活泼的金属可以通过直接加热氧化物分解的方法得到金属单质。
5．C
【详解】
A．该反应Cu2S+O2 2Cu+SO2中，硫元素化合价由-2价变为+4价，氧元素化合价由0价变为-2价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以化合价发生变化的元素是3种，故A正确；
B．该反应中硫元素化合价由-2价变为+4价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂，故B正确；
C．铜元素化合价从+1价变化为0价，硫元素化合价从-2价变化为+4价，氧元素化合价从 0价变化为-2价，依据电子守恒得到：当1 mol O2参加反应时，共转移6mole-，故C错误；
D．二氧化硫被分离、回收后氧化生成SO3，三氧化硫和水反应生成硫酸，所以可以作为制取硫酸的原料，故D正确；
故答案为C。
【点睛】
考查氧化还原反应，明确元素化合价变化是解本题关键，该反应Cu2S+O22Cu+SO2中，硫元素化合价由-2价变为+4价，氧元素化合价由0价变为-2价，铜元素化合价由+1价变为0价，所以Cu2S既是氧化剂又是还原剂，氧气是氧化剂，易错选项是C，注意该反应中氧化剂为两种物质，为易错点。
6．C
【详解】
A．氧化铝中铝元素为＋3价，是Al元素的最高化合价，只有氧化性，无还原性，A错误；
B．加入冰晶石能够降低氧化铝的熔点，使Al2O3在较低的温度下熔化，然后发生电解产生Al、O2，B错误；
C．Al是比较活泼的金属，其单质还原性强，因此较难用还原剂还原氧化铝得到铝，一般用电解方法冶炼，C正确；
D．Al是比较活泼的金属，其单质还原性强，则铝离子的氧化性比较弱，较难用还原剂还原氧化铝得到铝，D错误；
故合理选项是C。
7．D
【详解】
A．生成物对环境污染严重，不可直接排放，A错误；
B．②中与碱反应生成盐和水，符合酸性氧化物的定义，故不属于碱性氧化物， B错误；
C．由反应③可知，是一种不溶性酸，故不可能是强酸， C错误；
D．、和作还原剂时，失去的电子分别为2 mol、2 mol和3 mol，则还原等量的时，转移电子数相同，此时消耗的，D正确；
答案选D。
8．D
【解析】
分析：正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠，滤渣中含有磷酸亚铁锂，加入硫酸和硝酸酸溶，过滤后滤渣是炭黑，得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，滤液中加入碳酸钠生成含锂的沉淀，据此解答。
详解：A、废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；
B、根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；
C、得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，C正确；
D、碳酸锂沉淀，硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。答案选D。
点睛：本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收，明确流程中元素的转化关系是解答的关键，题目难度不大。
9．D
【详解】
A．焦炭发生的反应：C＋O2CO2、CO2＋C2CO，其中CO将铁矿石中的铁还原成铁单质，A错误；
B．高炉炼铁得到的只是含碳量为2%～4.5%的生铁，不会得到纯铁，B错误；
C．加入石灰石的目的是它在高温下分解成生石灰，继而再与SiO2反应生成CaSiO3炉渣，除去杂质SiO2， C错误；
D．磁铁矿、赤铁矿都用于冶炼生铁的矿石，D正确；
故选D。
10．D
【详解】
9g铝参加反应失去=1mol电子，因此有金属氧化物得到1mol电子，对应的质量为18g：
①氧化铁中Fe得到1mol电子，得到铁单质的质量约为18.7g，同理Mn的质量约为13.75g，故氧化物粉末可能是Fe2O3和MnO2的混合物；
②得到V的质量约为10.2g，Mn的质量约为13.75g，故不可能是MnO2和V2O5的混合物；
③得到Cr的质量为17.3g，得到V的质量约为10.2g，故不可能是Cr2O3和V2O5的混合物；
④Fe3O4中得到铁质量为21g，FeO中得到铁质量为28g，当Al不完全完全反应，也能得到18g固体；
综上所述①④满足题意，D正确；
答案选D。
11.（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2） 过滤 SiO2
（3） 取少量滤液滴加KSCN溶液变成红色或滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀
（4） 氧化Fe2+ MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
（5） 除去Fe3+ Fe(OH)3或MnO2
【分析】
铝灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO•xFe2O3），加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾，过滤得到二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤得到硫酸铝钾晶体；
【详解】
(1) Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
(2) 操作Ⅰ是分离固体和液体，操作的名称是：过滤；已知：SiO2是不溶于硫酸的固体，则滤渣Ⅰ的主要成分是：SiO2；
(3) 可用KSCN溶液或NaOH溶液来检验是否存在Fe3+，方法是：取少量滤液滴加KSCN溶液变成红色或滴加NaOH溶液产生红褐色沉淀；
(4) 酸性溶液中高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5Fe2++ MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(5) 在pH=3、加热条件下，MnO可与Mn2+反应生成MnO2．加入MnSO4发生反应，反应的离子方程式为：3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+；加入沉淀剂的目的是：除去Fe3+，过滤得到反应中生成的难溶的Fe(OH)3或MnO2沉淀。
12．（1）NaOH或KOH 盐酸或稀硫酸
（2）加热浓缩 冷却结晶
（3）AlO+CO2+ 2H2O=Al (OH) 3↓+HCO
（4）将产生的气体通入一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶中
（5）26°C， 75g·L-1
（6） Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O
（7） 6.4%
【分析】
由制备流程可知，过量试剂X为NaOH或KOH，步骤Ⅰ为过滤，分离出溶液A含偏铝酸盐、NaOH或KOH，通入足量二氧化碳主要发生AlO+CO2+ 2H2O=Al (OH) 3↓+HCO，步骤Ⅱ为过滤，固体C为Al (OH) 3， C与盐酸反应生成氯化铝，在HCl气流中加热蒸发得到氯化铝，溶液D中含碳酸氢钠或碳酸氢钾；固体B，含Cu、Fe、Fe2O3，加过量试剂Y为盐酸或硫酸，步骤Ⅲ为过滤，分离出E含铁盐、亚铁盐，然后制备K2FeO4；固体F为Cu，可与氧气、硫酸反应生成硫酸铜，经加热浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，最终制备胆矾，以此来解答。
【详解】
(1)由分析可知，试剂X是NaOH或KOH；试剂Y是盐酸或硫酸。
(2)由分析可知，从CuSO4溶液中获取胆矾晶体的操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
(3)由分析可知，溶液A转化为固体C的离子方程式为：AlO+CO2+ 2H2O=Al (OH) 3↓+HCO；
(4)为避免固体C减少，可以采取的改进措施是将产生的气体通入一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶来除去二氧化碳和氯化氢气体；
(5)由溶液E制取K2FeO4时，不同的温度下，不同质量浓度的Fe3＋对K2FeO4生成率有以下影响，由图2可知工业生产中最佳条件(温度和Fe3+的质量浓度)为26°C，75g·L-1；
(6)在固体F中加入稀硫酸和H2O2来制备CuSO4溶液是一-种环保工艺，该反应的总的化学方程式为：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，离子反应方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O；
(7)该小组同学取用100.0g该废金属屑，经过实验，最终得到胆矾晶体25.0g，胆矾晶体(CuSO4·5H2O)的相对分子质量为250，则铜的质量为g，该废料中铜的质量分数约为；