化学必修 第一册第二节 金属材料优秀ppt课件

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高中化学新教材特点分析及教学策略
（一）化学基本概念和化学基本理论：全套教材的知识安排，注意各年级内及各年级间的联系，在保证知识结构的系统性和完整性的同时，对内容的安排采用了将各部分知识分散处理，相对集中的方法。
（二）元素化合物知识：关于元素化合物知识，高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。
（三）化工基础知识：高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业，删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。

《铁 金属材料》能力提升单元检测

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(16小题，每小题3分，共48分)
1．下列说法不正确的是
A．Fe在过量O2中燃烧反应生成Fe2O3
B．Fe与少量的Cl2发生反应生成FeCl3
C．Fe元素在地壳中含量仅次于铝
D．Fe在氧气中燃烧需要在集气瓶中放少量沙子，以免集气瓶炸裂
【答案】A
【解析】A．Fe在过量O2中燃烧反应生成Fe3O4，而不是Fe2O3，A错误；
B．Cl2具有强氧化性，即使是Fe与少量的Cl2发生反应，生成物是FeCl3，B正确；
C．铁在生活中分布较广，占地壳含量的4.75%，地壳中含量前五的元素为氧、硅、铝、铁、钙，故应该是仅次于铝，位居地壳含量第四位，C正确；
D．Fe在氧气中燃烧反应产生Fe3O4，同时放出大量的热，为防止灼热的Fe3O4将集气瓶炸裂，在集气瓶中点燃Fe丝时，需要在集气瓶中放少量沙子，以免集气瓶炸裂，D正确；
故合理选项是A。
2．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是
A．稀硫酸 B．NaOH溶液 C．溶液 D．溶液
【答案】C
【解析】A．铁片与稀硫酸反应 氢气，故A错误；
B．铁与氢氧化钠不反应，溶液的质量不变，故B错误；
C．铁溶于生成硫酸亚铁溶液，溶液质量增重，故C正确；
D．铁可以置换出中的Ag，溶液质量减小，故D错误；
故答案为C
3．下列有关铁元素及其化合物的描述中错误的是
A．铁元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．氧化亚铁与三氧化二铁都属于碱性氧化物
C．硫酸亚铁可用于生产防治缺快性贫血的药剂
D．铁与少量氯气或足量盐酸反应都可生成FeCl2
【答案】D
【解析】A．铁的游离态主要存在于陨铁中，化合态主要存在于矿物中，故A正确；
B．三氧化二铁和氧化亚铁都是碱性氧化物，因为都是与非氧化性酸反应生成不变价的盐和水，故B正确；
C．缺铁性贫血吃硫酸亚铁能够补充身体的铁元素和维生素，加快身体恢复，可用于生产防治缺铁性贫血的药剂，故C正确；
D．氯气过量和不过量都生成三氯化铁，因为铁不能还原固体状态三氯化铁，只有在溶液中铁才能与三氯化铁反应，铁与足量盐酸反应生成氯化亚铁，故D错误；
故答案为D
4．某小组利用如图装置较长时间观察到了白色Fe(OH)2沉淀。下列说法不正确的是

A．连接好装置后，需检查装置的气密性
B．小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管
C．铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3＋还原为Fe2＋
D．实现较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀要做到排除O2干扰
【答案】C
【解析】A．有气体生成的实验，连接好装置后，首先要检查装置的气密性，A正确；
B．反应一段时间后检验导管口排出氢气为纯净时，说明空气排尽，导管口用水液封，防止空气进入试管，B正确；
C．铁粉的主要作用是与稀H2SO4反应生成硫酸亚铁溶液，C错误；
D．Fe(OH)2遇到氧气会被氧气氧化成Fe(OH)3，所以在制取氢氧化亚铁时，要做到排除O2干扰，D正确；
故答案选：C。
5．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是
A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显+2价，的铁显+3价
C．工业上常使用铁的氧化物作原料冶炼铁
D．Fe3O4能与酸反应，是碱性氧化物
【答案】D
【解析】A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的粉末状固体，物质难溶于水，因此常用作红色油漆和涂料，A正确；
B．Fe3O4是黑色晶体，是一种复杂的氧化物，可表示为FeO·Fe2O3，可见其中Fe元素的化合价，的铁显+2价，的铁显+3价，B正确；
C．铁的氧化物是含有Fe元素的化合物，因此在工业上常使用铁的氧化物作原料，利用还原剂的还原性，将Fe元素还原为铁单质而进行铁的冶炼，C正确；
D．Fe3O4可看作是氧化亚铁与氧化铁形成的化合物，可表示为FeO·Fe2O3，虽然能与酸反应，但不是碱性氧化物，D错误；
故合理选项是D。
6．下图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是

A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化①
B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末
C．由图可预测：高铁酸盐(含)具有强氧化性，可用于消毒。被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂
D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
【答案】C
【解析】A．铁与水蒸气在高温下反应生成，而不是，故A错误；
B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体，故B错误；
C．中的元素为价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，由题图可知可被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，故C正确；
D．受热分解生成，而不溶于水，加水不能转化为，故D错误；
故答案为：C。
7．向200mL0.1mo/L的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再充分灼烧后得到固体的质量为（）
A．1.44g B．1.6g C．1.8g D．2.14g
【答案】B
【解析】FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2+完全沉淀，得到氯化钠与氢氧化亚铁，过滤，小心加热沉淀，再灼烧至质量不再变化，由于氢氧化亚铁易被氧化，最终所得固体为Fe2O3，由Fe原子守恒可知：2n(FeCl2)= n（Fe2O3），200mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中n(FeCl2)=0.2L×0.1mol/L=0.02mol，所以n（Fe2O3）= =0.01mol，其质量为0.01mol×160g/mol=1.6g；
故答案为B。
8．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO3-=Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O
C．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3-=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
【答案】C
【解析】A．稀硝酸是强氧化性酸，能将铁单质直接氧化为Fe3+，故铁和足量稀硝酸的离子方程式为：Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O，故A正确；
B．Fe(OH)3中铁元素为+3价，为铁元素的最高价态，只有氧化性无还原性，故和硝酸反应时，硝酸只能体现酸性，不能体现氧化性，故离子方程式为：Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O，故B正确；
C．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，而稀硝酸是强氧化性酸，能将Fe2+氧化为Fe3+，故正确的离子方程式为：3Fe3O4+NO3-+28H+═9Fe3++NO+14H2O，故C错误；
D．Fe(OH)2中铁元素为+2价，有较强还原性，故Fe(OH)2既有碱性又有强还原性，故和硝酸反应时，会被硝酸氧化为Fe3+，故离子方程式为：3Fe(OH)2+10H++NO3-═3Fe3++NO↑+8H2O，故D正确；
故答案为C。
9．根据下列反应：(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2；(2)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，判断离子的还原性由强到弱的顺序是
A．Br-＞I-＞Fe2+ B．I-＞Fe2+＞Br-
C．Fe2+＞I-＞Br- D．Br-＞Fe2+＞I-
【答案】B
【解析】反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2中，I-是还原剂，Fe2+是还原产物，则还原性I-＞Fe2+；反应Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+中，Fe2+是还原剂，Br-是还原产物，则还原性Fe2+＞Br-；从而得出还原性I-＞Fe2+＞Br-，故选B。
10．下列有关离子的检验方法和结论均正确的是
A．向某溶液中加入稀硫酸酸化后，再加入铜片，微热，有无色气体放出，在试管口处气体变为红棕色，可证明原溶液中含有
B．向某溶液中先通入再加入溶液，溶液变为红色，可证明原溶液中一定含有、不含
C．向某溶液中加入溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，沉淀不溶解，可证明原溶液中一定含有
D．向某溶液中加入浓盐酸，有气体产生，将气体通入品红溶液，品红褪色，可判断原溶液中一定含有
【答案】A
【解析】A．向某溶液中加入稀硫酸酸化后，再加入铜片，微热，有无色气体放出，在试管口处气体变为红棕色，稀硫酸不与铜反应，生成的气体为NO，可证明原溶液中含有，故A正确；
B．向某溶液中先通入Cl2再加入KSCN溶液，溶液变为红色，无法判断原溶液中是否含有Fe3+，则无法判断是否含有Fe2+，故B错误；
C．向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸，沉淀不溶解，该白色沉淀可能为AgCl，原溶液中可能含有Ag+，不一定含有，故C错误；
D．向某溶液中加入浓盐酸，有气体产生，将气体通入品红溶液，品红褪色，该气体为二氧化硫，但原溶液中可能含有HSO3-，不一定含有，故D错误；
故选A。
11．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．pH=1的溶液中：Mg2+、K+、CH3COO-、Cl-
B．无色溶液中：Na+、SO、NO、Cu2+
C．使石蕊试液变蓝色的溶液中：K+、Cl-、CO、Na+
D．0.1mol·L-1NaClO溶液中：Fe2+、K+、Cl-、SO
【答案】C
【解析】A．pH=1的溶液显酸性，溶液中含有大量的H+，H+和CH3COO-不能大量共存，
A项不选；
B．Cu2+显蓝色，B项不选；
C．使石蕊试液变蓝色的溶液显碱性，K+、Cl-、CO、Na+能在碱性溶液中大量共存，C项选；
D．Fe2+能和ClO-发生氧化还原反应，二者不能在溶液中能大量共存，D项不选；
答案选C。
12．列物质置于空气中易变质的是
①氯水、②硫酸亚铁、③烧碱、④漂白粉、⑤过氧化钠
A．除⑤外 B．除②③外 C．除①④外 D．均易变质
【答案】D
【解析】①氯水中含有次氯酸，见光易分解，置于空气中易变质，故①正确；
②硫酸亚铁具有还原性，易被空气中氧气氧化而变质，故②正确；
③烧碱可空气中的二氧化碳反应而变质，故③正确；
④漂白粉中含有次氯酸钙，可与空气中的二氧化碳、水反应生成不稳定的次氯酸，易变质，故④正确；
⑤过氧化钠易与空气中二氧化碳、水反应而变质，故⑤正确；
故选：D。
13．下列关于金属铝及其化合物的叙述，正确的是
A．铝在常温下不能与氧气反应
B．铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料
C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3∶1
D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应
【答案】B
【解析】A．铝在常温下能与氧气反应生成氧化铝，故A错误；
B．铝合金具有密度小、硬度大、耐腐蚀的特性，是制造飞机的理想材料，故B正确；
C．铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，则相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为1∶1，故C错误；
D．氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水，故D错误；
故选B。
14．下列有关氧化铝的说法错误的是
A．可用材料制成的坩埚熔融烧碱
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化
C．空气中自然形成的氧化铝薄膜耐磨性较差，可采用化学方法增加膜的厚度
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应
【答案】A
【解析】A．氧化铝与烧碱在加热时会发生反应，故不能用氧化铝材料制成的坩埚熔融烧碱，否则会损坏坩埚，A错误；
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，氧化膜比较致密，能防止内部金属被氧化，B正确；
C．空气中自然形成的氧化铝薄膜耐磨性较差，可采用化学方法增加膜的厚度，如电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜，C正确；
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应，D正确；
故选A。
15．用相同的铝片、6 mol·L-1稀盐酸、3 mol·L-1稀硫酸、6 mol·L-1氢氧化钠溶液、试管等分别进行下表实验：
实验方案
实验现象
实验原理(化学方程式)
(1)铝片与足量盐酸反应
铝片开始无现象，一段时间后逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
(2)铝片与足量硫酸反应
铝片开始无现象，一段时间后反应缓慢，铝片表面有少量气泡产生
Al2O3+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2O
2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2↑
(3)铝片与足量氢氧化钠溶液反应
铝片开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，并有大量气泡产生
Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

对上述实验的相关说法不正确的是A．对比(1)、(2)、(3)中Al2O3参与的反应可得出：Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质
B．对比(1)、(2)、(3)中气体产生现象和酸碱的挥发性可得出：实验(3)最适宜于实验室制备H2
C．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：c(H+)越大，相同时间内产生气泡越多
D．对比实验(1)、(2)中后来产生气泡的现象，可得出：SO对Al与H+的反应可能有阻碍作用
【答案】C
【解析】A．实验(1)、(2)、(3)中Al2O3既能与非氧化酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水，说明Al2O3既有碱性氧化物的某些性质，又有酸性氧化物的某些性质，A正确；
B．实验(2)后来气泡产生较慢，实验(1)、(3)中，后来都有大量气泡产生，因此实验(1)、(3)都可用制备H2，但因盐酸具有挥发性，会使所得H2中含有一定量杂质HCl，所以实验(3)最适宜于实验室制备H2，B正确；
C．6 mol/L稀盐酸与3 mol/L稀硫酸中c(H+)相同，因此实验(2)中后来产生H2的速度较低与c(H+)无关，是由其它原因导致，C错误；
D．实验(1)、(2)中c(H+)、铝片等实验条件相同，不同之处在于盐酸与硫酸中阴离子种类，实验(1)后来产生H2较快，而实验(2)后来产生H2较慢，其原因可能是Cl-对Al与H+的反应有促进作用或者对Al与H+的反应可能有阻碍作用，D正确；
故合理选项是C。
16．CuCl2是一种重要的化工原料。工业上常采用将Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应制备，FeCl3具有催化作用。反应原理如图所示，下列说法正确的是

A．反应过程中需不断添加FeCl3溶液
B．若反应恰好完全进行，将6.4g的铜完全反应，需消耗10%的盐酸73g
C．为了提高氧气的利用率，快速通入空气
D．该实验说明Cu能与稀盐酸发生置换反应
【答案】B
【解析】A． FeCl3具有催化作用在该过程中先参与反应后生成，是催化剂，反应前后的质量和化学性质不变，反应过程中无需添加FeCl3溶液，故A错误；
B． 由框图可知发生反应，， ，相当于，设需要10%的盐酸的质量为mg，则由得m=73g，故B正确；
C．空气是廉价资源，缓缓通入空气，能提高铜和稀盐酸的利用率，故C错误；
D．实际发生反应，Cu与稀盐酸不能发生置换反应，故D错误；
故答案为：B。
二、填空题(4小题，共52分)
17．铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是____(填字母代号)。
A．Fe B．FeCl2 C．FeSO4 D．Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加lmol/LFeCl3溶液，至____，该分散系中粒子直径的范围是____nm。
(3)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：____。某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：首先取少量待测溶液﹐滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是____，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，____(填实验操作，下同)、洗涤、干燥，称量沉淀质量为43.05g。则待测溶液中，FeCl3的物质的量浓度为____。
(4)若要验证该溶液中含有Fe2+，正确的实验方法是____(填字母代号)。
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显红色，证明含有Fe2+
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显红色，证明原溶液中含有Fe2+
(5)欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，设计实验方案如图：

A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：①____；②____；③____；④____。
B．请写出通入⑥的化学方程式：_____。
【答案】(1)BC
(2)     液体呈透明的红褐色     1~100nm
(3)     2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+     Fe3+     过滤     2mol/L
(4)B
(5)     Fe     FeCl2     Fe、Cu     稀HCl     2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【解析】（1）当元素处于最高价态时只有氧化性，当元素处于最低价态时只有还原性，当元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性，Fe只有还原性，FeCl2既有氧化性又有还原性，FeSO4既有氧化性又有还原性，Fe2O3只有氧化性，故选BC；
（2）向沸水中逐滴滴加lmol/LFeCl3
溶液﹐至液体呈透明的红褐色，得到氢氧化铁胶体，该分散系中粒子直径的范围是1~100nm。
（3）FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，取少量待测溶液﹐滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是Fe3+；取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色氯化银沉淀，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。43.05g氯化银的物质的量为=0.3mol，故氯化铁的物质的量为0.1mol，浓度为=2mol/L。
（4）A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显红色，证明含有Fe3+，故A错误；
B．Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色，向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe2+，故B正确；
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，溶液显红色，可能原溶液中含有Fe3+，故C错误；
选B。
（5）废液中加入过量的铁粉，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，过滤，所得溶液为氯化亚铁溶液，滤渣中含有铜和铁，滤渣中加入过量的盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，过滤出铜，合并两次的滤液，通入过量氯气，氯化亚铁被氯气氧化为氯化铁。
A．①是Fe粉；②是FeCl2；③是Fe、Cu；④稀HCl。
B．FeCl2溶液中通入过量氯气生成FeCl3，反应的化学方程式是2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
18．长期放置的溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验：
(1)设计实验检验溶液的变质程度。
实验方案
步骤1
步骤2
取待检测液于试管中，向其中滴加溶液
取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液
实验现象
___________
___________
实验结论
溶液部分变质

①上述方案补充完整_____、_____。
②若要使部分变质的复原，方法是___________(用离子方程式表示)。
(2)利用部分变质的溶液制备。

①“()”中所填是所需试剂或条件，分别为___________、___________、___________、“”中所填是含铁物质的化学式，分别是___________、___________(以离子形式存在的可写离子符号)。
②若该变质溶液制得，则变质前溶液的浓度为___________。
(3)可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将转化为，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验：
实验方案
实验现象
取适量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去

由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论？请说明理由：___________。
【答案】(1)     溶液变红     紫色褪去    
(2)     溶液     溶液     加热              
(3)不能，维生素C也具有还原性，若其过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有生成
【解析】（1）①要证明溶液部分变质，需证明溶液中同时含和；步骤1向待检测液中加入溶液，溶液变红，说明溶液中含；步骤2向待检测液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明溶液中含。②要使变质的溶液复原，可向溶液中加入过量粉，再经过滤除去剩余粉即可，反应的离子方程式为；
（2）①利用部分变质的溶液制备，为了不引入杂质可用溶液将氧化成，即得到溶液，再加入足量溶液得到沉淀，过滤后加热使分解即生成；
②，则变质前溶液中含，故；
（3）该实验现象不能验证猜想，因为维生素C也具有还原性，若维生素C过量，也可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则无法说明一定有生成。
19．铝是地壳中含量最多的金属元素，铝及其化合物在生产和生活中有广泛的用途，请回答下列问题：
(1)我们知道，铝是一种活泼的金属，在常温下就能与空气中的氧气反应，但在日常生活中铝制品却司空见惯，原因是_______，铝制器皿无论盛放酸性或碱性溶液，均会被腐蚀，请写出铝与烧碱溶液发生反应的离子方程式：_______。
(2)高纯氧化铝常被用作荧光粉基体材料，制备高纯氧化铝要用化学方法，其中一种方法是将溶液中的铝沉淀出来，再将生成的沉淀经脱水制得氧化铝。为完全沉淀溶液中的铝元素，可采用的方法是_______。
(3)胃舒平的有效成分是氢氧化铝，是治疗胃酸(盐酸)过多的常用药物，胃舒平治疗胃酸过多的原理是_______(用离子方程式表示)，小苏打片也可以治疗胃酸过多，小苏打片发挥功效的离子方程式为_______。

【答案】   (1)  铝制品表面在空气中形成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部金属继续被氧化       
 (2)  加入过量的氨水   
 (3)     
【解析】(1)铝是一种活泼的金属，在常温下就能与空气中的氧气反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部金属继续被氧化，故在日常生活中铝制品司空见惯；铝制器皿无论盛放酸性或碱性溶液，均会被腐蚀，铝与烧碱溶液发生反应的离子方程式为：；
(2)氢氧化铝能与强碱反应，不能与弱碱反应，则为完全沉淀溶液中的铝元素，可采用的方法是加入过量的氨水，发生反应，得到氢氧化铝；
(3)胃舒平的有效成分是氢氧化铝，其治疗胃酸过多的原理是；小苏打片也可以治疗胃酸过多，小苏打片发挥功效的离子方程式为。
20．某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3
，为探索工业废料的再利用，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、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答：
(1)试剂X是_______。溶液D是_______。
(2)写出步骤I反应的离子方程式：______。
(3)在步骤II时，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间后，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，可采取的改进措施是_______。

(4)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：

①操作④中一系列处理的操作步骤：过滤、_______、灼烧、_______、称量。
②假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为_______ g。 (用 含a的代数式表示)
(5)工业上常用溶液E制得净水剂Na2FeO4，流程如下：

测得溶液E中c(Fe2+)为0.2 mol·L-1，若要处理1 m3溶液E，理论上需要消耗25%的H2O2
溶液_______kg，能够制得的Na2FeO4固体的质量为_______kg。
【答案】(1)     稀硫酸(或稀H2SO4)     NaHCO3溶液
(2)2A1+2H2O+2OH-=+3H2↑；Al2O3+2OH-=2+ H2O
(3)在a和b间加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去HCl
(4)     洗涤     冷却至室温     0.07a
(5)     13.6     33.2

【解析】废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，加入过量NaOH时，Al和Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2溶液，过滤，得到滤液( NaAlO2和NaOH的混合溶液)和滤渣( Cu、Fe和Fe2O3)，向滤液中通入足量CO2，可以生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液，再次过滤，向滤渣[Al(OH)3]中加入盐酸反应生成氯化铝溶液，经一系列操作得到氯化铝；向Cu、Fe和Fe2O3的混合物中加入足量稀硫酸，生成硫酸铁和硫酸亚铁的混合溶液，进一步得到硫酸亚铁溶液，再向铜中加入浓硫酸，生成硫酸铜，最后得到胆矾晶体。
（1）根据上述分析可知：X为稀硫酸(或稀H2SO4)；溶液D中含有溶质NaHCO3，是NaHCO3溶液；
（2）步骤I是向废金属屑中加入足量NaOH溶液，其中的Al和Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2溶液，反应的离子方程式为：2A1+2H2O+2OH-=+3H2↑；Al2O3+2OH-=2+H2O；
（3）在使用CaCO3与稀HCl反应制取CO2气体时，由于HCl具有挥发性，挥发的HCl也能够与NaAlO2反应制取Al(OH)3，但过量HCl溶于水形成的稀盐酸能够溶解Al(OH)3，导致沉淀量减少，为避免固体C减少，可采取的改进措施是在a和b间加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2气体中的杂质HCl；
（4）将补血剂先研细，用过量稀硫酸溶解，过滤除去难溶性固体，向滤液中加入H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入过量NaOH溶液，使Fe3+形成Fe(OH)3红褐色沉淀，然后过滤、洗涤、灼烧，Fe(OH)3分解变为Fe2O3固体，再将固体冷却至室温、称量，得到Fe2O3固体，根据Fe元素守恒，利用最后固体质量可计算药片中Fe的含量。
①操作④中一系列处理的操作步骤：过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量；
②10片补血剂最后得到Fe2O3固体质量是a g，则其中Fe元素的质量是m(Fe)=，则每片补血剂中含有铁元素的质量为0.7a g ÷10=0.07a g；
（5）溶液E中含有FeSO4、H2SO4，若测得溶液E中c(Fe2+)为0.2 mol·L-1，若要处理1 m3溶液E，则n(Fe2+)=0.2 mol/L×1000 L=200 mol，根据方程式：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O可知，理论上需要H2O2的物质的量为n(H2O2)=100 mol
，因此需消耗25%的H2O2溶液的质量为m=；
根据Fe元素守恒可知 200 mol Fe2+充分反应产生200 mol Na2FeO4，其质量为m(Na2FeO4)=200 mol×166 g/mol=33200 g=33.2 kg。