2020-2021学年新教材化学人教版必修第一册作业与检测：期末学业质量标准检测


期末学业质量标准检测
(90分钟，100分)
一、选择题(每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)　　　　　　　　　　　　　
1．分类法在化学发展中起到非常重要的作用，下列分类标准合理的是(　D　)
A．根据化合物在水溶液中能否导电，将化合物分为电解质和非电解质
B．根据分散系是否具有丁达尔效应，将分散系分为溶液、胶体和浊液
C．根据化学式中所含氢原子的个数，将酸分为一元酸、二元酸和多元酸
D．根据反应中是否有电子转移，将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
解析：根据化合物在水溶液中或熔融状态下能否导电，将化合物分为电解质和非电解质，故A错误；根据分散系中分散质微粒直径的大小，将分散系分为溶液、胶体和浊液，故B错误；根据酸能电离出的氢离子个数，将酸分为一元酸、二元酸和多元酸，故C错误；根据反应中是否有电子转移，将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应，故D正确。
2．下列叙述中正确的是(　C　)
A．NaCl、NaOH和盐酸都是电解质
B．凡能电离出H＋的化合物均属于酸
C．非金属氧化物不一定是酸性氧化物，酸性氧化物不一定都是非金属氧化物
D．将几滴汽油加入装有10 mL水的试管中，用力振荡形成胶体
解析：NaCl、NaOH是电解质，盐酸是混合物，不是电解质，故A项错误；能电离出H＋的化合物不一定是酸，如NaHSO4属于盐，在水溶液中电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物属于酸，故B项错误；CO属于非金属氧化物，但不是酸性氧化物，Mn2O7、CrO3等属于酸性氧化物，但不是非金属氧化物，故C正确；将几滴汽油加入装有10 mL水的试管中，用力振荡形成的是乳浊液，而不是胶体，故D项错误。
3．下列推断正确的是(　C　)
A．铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3，故铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3
B．铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C．钠与氧气、水等反应时均作还原剂，金属单质参与化学反应时均作还原剂
D．活泼金属钠保存在煤油中，故活泼金属铝也保存在煤油中
解析：铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3，铁丝在纯氧中燃烧生成Fe3O4，A错误；金属钠加入硫酸铜溶液中，先与H2O反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的NaOH与CuSO4反应：CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，故B错误；金属单质参与化学反应时易失去电子，化合价升高，作还原剂，故C正确；金属铝在空气中被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍反应的进行，保护内部铝不被氧化，因此金属铝不用保存在煤油中，故D错误。
4．下列离子方程式书写正确的是(　A　)
A．Na与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．Na2CO3溶液中通入少量HCl：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．Cl2与水反应：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
D．石灰石与醋酸反应：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
解析：Na与水反应生成氢氧化钠和氢气，故A正确；Na2CO3溶液中通入少量HCl生成NaHCO3，离子方程式为CO＋H＋===HCO，故B错误；Cl2与水反应生成HCl和次氯酸，次氯酸是弱电解质，不能拆成离子形式，故C错误；醋酸是弱电解质，不能拆成离子形式，故D错误。
5．已知5KCl＋KClO3＋3H2SO4===3Cl2＋3K2SO4＋3H2O，下列说法不正确的是(　D　)
A．H2SO4既不是氧化剂又不是还原剂
B．1 mol KClO3参加反应时有5 mol电子转移
C．KClO3是氧化剂
D．被氧化与被还原的氯元素的质量比为1∶5
解析：氯化钾中Cl元素的化合价由－1价升高为0价，氯酸钾中Cl元素的化合价由＋5价降低为0价，氯化钾作还原剂，氯酸钾作氧化剂，H2SO4既不是氧化剂又不是还原剂，A、C正确；1 mol氯酸钾参加反应时有1 mol×(5－0)＝5 mol电子转移，B正确；由得失电子守恒可知，5 mol氯化钾被氧化时有1 mol氯酸钾被还原，被氧化与被还原的氯元素的质量比为5∶1，D错误。
6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　A　)
A．2.0 g HO与D2O的混合物中所含中子数为NA
B．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
C．标准状况下，11.2 L CCl4中含有分子的数目为0.5NA
D．1 mol Fe与1 mol Cl2充分反应，转移电子数为3NA
解析：HO与D2O的摩尔质量均为20 g·mol－1，故2.0 g混合物的物质的量为0.1 mol，且1个HO分子与1个D2O分子均含10个中子，所以0.1 mol混合物中含NA个中子，A项正确；1 mol Na2O2固体中含2 mol钠离子和1 mol过氧根离子，所含离子总数为3NA，B项错误；CCl4在标准状况下为液体，不能按标准状况下的气体摩尔体积计算11.2 L CCl4的物质的量，C项错误；Fe与Cl2按物质的量之比为2∶3充分反应生成FeCl3后，铁剩余，则1 mol氯气完全反应转移2NA个电子，D项错误。
7．下表中用途与其性质或原理对应关系不正确的是(　D　)
选项
用途
性质或原理
A
Na2O2常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂
Na2O2与CO2、H2O反应产生O2
B
常用铝箔作包装材料
金属铝具有良好的延展性
C
FeCl3溶液可用于刻制印刷铜线路板
FeCl3与Cu发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D
用小苏打治疗胃酸过多
Na2CO3可中和胃酸
解析：Na2O2与CO2、H2O发生反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，因此过氧化钠常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂，A不符合题意；金属铝具有良好的延展性，常用铝箔作包装材料，B不符合题意；用FeCl3刻制印刷铜线路板，发生的反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，C不符合题意；小苏打为NaHCO3，D符合题意。
8．下列各组物质中，满足图示关系并在一定条件下能一步转化的组合有(　D　)
序号
X
Y
Z
W

①
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
②
Al
AlCl3
Al(OH)3
Al2O3
③
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2

A．②③ B．①③
C．①②③ D．①②
解析：①钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融氯化钠生成钠，各物质在一定条件下能一步转化，符合题意；②铝与盐酸反应生成氯化铝，氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，电解熔融氧化铝生成铝，各物质在一定条件下能一步转化，符合题意；③铁与氯气反应生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，但氢氧化亚铁不能一步转化为铁，不符合题意。D项正确。
9．元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是(　A　)
A．由水溶液的酸性：HCl>H2S，可推断出元素的非金属性：Cl>S
B．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X>Y
C．已知第ⅡA族元素硫酸盐的溶解性：MgSO4易溶于水，CaSO4微溶于水，可推断SrSO4难溶于水，但溶解度比BaSO4大(第ⅡA族元素从上到下依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba)
D．Cs和Ba分别位于第六周期的第ⅠA族和第ⅡA族，碱性：CsOH>Ba(OH)2
解析：HCl和H2S不是Cl、S元素最高价氧化物对应的水化物，不能通过它们的酸性强弱比较Cl、S的非金属性强弱，故A错误；由X→X＋失去1个电子，Y→Y2－得到2个电子，设X＋和Y2－的核外电子数为a，则X、Y的原子序数分别为a＋1、a－2，所以原子序数：X>Y，故B正确；由信息可知Mg、Ca、Sr、Ba对应的硫酸盐的溶解度逐渐减小，所以推断出SrSO4难溶于水，但溶解度比BaSO4大，故C正确；金属性：Cs>Ba，所以碱性：CsOH>Ba(OH)2，故D正确。
10．由两种金属单质组成的混合物20克，投入过量某稀硫酸中，生成标况下气体11.2 L，则两种金属不可能的组成是(　A　)
A．钠和锌 B．铜和铝
C．铜和镁 D．镁和钠
解析：由2Na～H2生成0.5 mol H2需23 g钠，由Zn～H2生成0.5 mol H2需32.5 g锌，则20 g钠和锌的混合物投入过量稀H2SO4产生的气体一定小于11.2 L(标况)，A项符合题意，通过同样的计算，B、C、D项20 g混合物投入足量稀H2SO4可能生成标况下11.2 L H2。
二、选择题(每小题3分，共18分，每小题有1个或2个选项符合题意)
11．用0.2 mol/L某金属阳离子Rn＋的盐溶液40 mL，恰好将20 mL 0.4 mol/L的硫酸盐中的硫酸根离子完全沉淀，则n值为(　B　)
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：溶液中SO的物质的量为：20×10－3 L×0.4 mol/L＝8×10－3 mol，溶液中Rn＋的物质的量为：40×10－3 L×0.2 mol/L＝8×10－3 mol，由于反应中恰好将硫酸盐溶液中的SO完全沉淀，则SO与Rn＋反应对应的关系式为：
2Rn＋　　　～　　　nSO
2 n
8×10－3 mol 8×10－3 mol
解得n＝2，故选B。
12．溶液中大量存在如下五种离子：NO、SO、Fe3＋、H＋、M，它们的物质的量之比为n(NO)∶n(SO)∶n(Fe3＋)∶n(H＋)∶n(M)＝2∶3∶1∶3∶1，则M可能是(　B　)
A．Al3＋　 B．Mg2＋　
C．CO　 D．Ba2＋
解析：不考虑M离子，n(NO)＋2n(SO)＝2＋2×3＝8,3n(Fe3＋)＋n(H＋)＝3×1＋3＝6,8>6，根据电荷守恒规律可知，M是阳离子，设其带x个单位的正电荷，则xn(M)＝2，M的物质的量是1，所以x＝2，所以该离子带2个单位的正电荷，又因为Ba2＋与SO不能共存，故该离子为Mg2＋，故选B。
13．(2019·新课标全国Ⅰ)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是(　AD　)

A．冰表面第一层中，HCl以离子形式存在
B．冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3 mol·L－1(设冰的密度为0.9 g·cm－3)
C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变
D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH＋＋Cl－
解析：A错：由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在。B对：第二层中，已知Cl－∶H2O＝10－4∶1，HCl===H＋＋Cl－，H＋和Cl－的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1 mol，则n(H＋)＝10－4 mol，V(H2O)＝＝20 cm3＝0.02 L，故c(H＋)＝＝5×10－3 mol·L－1；C对：第三层中，只有H2O分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变；D错：由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClH＋＋Cl－。
14．(2019·江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是(　CD　)
A．Fe在稀硝酸中发生钝化
B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O
解析：A错：Fe在浓硝酸中发生钝化；B错：MnO2和浓盐酸反应制取Cl2；C对：SO2与过量的氨水反应生成(NH4)2SO3，反应的化学方程式为2NH3·H2O＋SO2=== (NH4)2SO3＋H2O；D正确：室温下Na与空气中的O2反应生成Na2O。
15．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　BD　)
A．标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NA
B．常温常压下，5.6 g乙烯(C2H4)与丁烯(C4H8)的混合物中含有的氢原子的数目为0.8NA
C．在50 g质量分数为46%的乙醇水溶液中，含有的氢原子总数为3NA
D．每1 mol Fe与足量的稀硫酸反应转化为Fe2＋失去的电子数为2NA
解析：A项，标准状况下苯为液体，不能使用气体摩尔体积计算，错误；B项，乙烯和丁烯的最简式为CH2,5.6 g混合气体含有0.4 mol CH2，含有0.8 mol氢原子，即氢原子的数目为0.8NA，正确；C项，46%的乙醇水溶液中，乙醇中含有氢原子，而水中也含有氢原子，故含有的氢原子总数大于3NA，错误；D项，每1 mol铁与足量的稀硫酸反应失去的电子数为2NA，正确。
16．6.6 g木炭在标准状况下V L氧气中点燃，恰好完全反应。将反应生成的气体通入足量过氧化钠中，过氧化钠增重7 g，则V为(　B　)
A．5.6 B．8.96
C．9.52 D．12.32
解析：由反应物的性质可知，CO2与Na2O2反应使Na2O2增重，CO与Na2O2不反应。根据化学方程式2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，向Na2O2中通入2 mol CO2时，Na2O2增重56 g，当过氧化钠增重7 g时，木炭与氧气反应生成的CO2的物质的量为×2 mol＝0.25 mol，根据C原子个数守恒可知，n(CO)＝n(C)－n(CO2)＝0.3 mol，则n(O2)＝n(CO)＋n(CO2)＝×0.3 mol＋0.25 mol＝0.4 mol，V(O2)＝0.4 mol×22.4 L/mol＝8.96 L，故选B。
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
17．(10分)现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F，它们之间能发生如下反应。(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)

请回答下列问题：
(1)A的化学式为__Na__，丙的化学式为__HCl__。
(2)写出下列反应的离子方程式：
①__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__；
④__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__；
⑤__Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓__。
(3)写出C溶液与Al反应的离子方程式：__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑__。
(4)为鉴定B单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是__B__(填序号)。
A．碘水 B．NaOH溶液
C．KSCN溶液 D．Na2SO3溶液
解析：A的焰色试验为黄色，则A是Na，乙是黄绿色气体，则乙是Cl2，反应①是钠和水反应生成气体甲和物质C，则甲是H2，C是NaOH，气体甲和气体乙反应生成的丙是HCl，即D是盐酸，盐酸和金属B反应生成物质E，E被氯气氧化生成F，则B是变价金属，又因为F与C(NaOH)反应生成红褐色沉淀，则金属B是Fe，E是FeCl2，F是FeCl3，红褐色沉淀是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析，A是Na，丙是HCl。
(2)反应①是钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；反应④是氯化亚铁被氯气氧化成氯化铁，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；反应⑤是氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(3)C溶液即氢氧化钠溶液，与金属铝反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(4)根据题意将Fe用稀盐酸溶解，取上层清液(即FeCl2溶液)后需再加入试剂鉴别出Fe2＋，最直接的方法是加入氢氧化钠溶液，NaOH与FeCl2反应生成Fe(OH)2，现象是白色沉淀变成灰绿色，再变成红褐色，由此特征现象证明原金属单质为金属铁，故B正确。
18．(10分)铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛，研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素只有还原性的物质是__A__。
A．Fe B．FeCl2
C．FeCl3 D．Fe2O3
(2)当人体缺铁时，往往需要吃补铁保健品。人体能够吸收的是＋2价的铁，但是＋2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化？写出操作过程、现象及结论：__将补铁剂研细后用盐酸溶解，取上层清液滴入KSCN溶液，若溶液变红色，说明已被氧化__。
②服用维生素C，可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知，维生素C具有__还原性__(填化学性质)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO、Cl－、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：__2__Fe(OH)3＋__3__ClO－＋__4OH－__===__2__FeO＋__3__Cl－＋__5H2O__。
(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并获得氯化铁晶体，准备采用下列步骤：

回答下列问题：
①试剂a是__铁(Fe)__，操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__漏斗__。
②滤液X、Z中都有同一种溶质，它们转化为溶液W的离子方程式为__2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－__。
③上述流程中操作Ⅲ包括__蒸发浓缩__、__冷却结晶__、过滤、洗涤。
解析：(1)当元素处于最低价态时，只能表现还原性，无氧化性。铁作为金属元素，其化合价最低价为0价，所以答案选A项。(2)①该问题就是Fe3＋的检验问题。因为样品是固体状态，所以我们需要加稀盐酸或稀硫酸溶解，然后滴加KSCN溶液，如出现红色溶液，说明固体补铁剂中铁元素已被氧化，如无明显现象，说明该固体补铁剂中铁元素尚未被氧化；②加入维生素C，实现了Fe3＋变为Fe2＋，Fe3＋发生了还原反应，所以维生素C是还原剂，表现了还原性。(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔后，腐蚀废液中主要成分有FeCl3、FeCl2、CuCl2。为了回收铜，需加入还原剂铁使铜从溶液中析出；为同时获得氯化铁，需通入过量氯气将FeCl2氧化为FeCl3。①试剂a为铁。操作Ⅰ实现了固、液分离，应是过滤操作，实验中需要的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外，还需要普通漏斗；②滤液X、Z中都有FeCl2，溶液W是FeCl3溶液，工业上通常通入过量氯气来实现其氧化，发生反应的化学方程式为：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，对应的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；③上述流程中操作Ⅲ是从FeCl3溶液中获得晶体的操作。通常需要先蒸发浓缩使溶液成为饱和(或过饱和)溶液，然后降温(冷却)结晶，过滤后再进行洗涤、干燥等。
19．(10分)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是＋7价

(1)Y形成的双原子分子中的化学键为__非极性键__(填“极性键”或“非极性键”)。
(2)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是__C__。
(3)元素Y与氢元素形成一种分子YH3，写出该粒子的电子式：____。
(4)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是__Cl__(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是__b__。
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(5)T、X、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是__HClO4>H2SO4>H2CO3__(用化学式表示)。
解析：根据题给信息可知，T、X、Y、Z分别是S、C、N、Cl。(4)元素Cl与元素S是同周期主族元素，核电荷数越大，非金属性越强，则非金属性较强的是Cl；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故b正确。(5)元素的非金属性越强，则其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，S、C、Cl三种元素的非金属性强弱为Cl>S>C，它们的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HClO4>H2SO4>H2CO3。
20．(10分)铁有两种氯化物，都是重要的化工试剂。查阅有关资料如下：
【氯化铁】熔点为306 ℃，沸点为315 ℃；易吸收空气中的水分而潮解。工业上采用向500～600 ℃的铁粉中通入氯气来生产无水氯化铁。
【氯化亚铁】熔点为670 ℃，易升华。工业上采用向炽热铁粉中通入氯化氢来生产无水氯化亚铁。
某化学活动小组用下图所示的装置(夹持装置略去)模拟工业生产制备无水氯化铁。请回答下列问题：

(1)在装置A中，用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，反应的离子方程式为__2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O__。
(2)仪器D的名称是__球形干燥管__；D中装的是碱石灰，其作用是__吸收未反应的Cl2，防止空气中的水进入装置C，使FeCl3潮解__。
(3)定性分析。取装置C中的少量产物溶于稀盐酸中配成稀溶液待用。若产物中混有FeCl2，可用下列试剂中的__②__(只能选取一种试剂，填序号)进行检测，实验现象是__有蓝色沉淀生成__。
①H2O2溶液 ②K3[Fe(CN)6]溶液
③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液
⑤KI－淀粉溶液
(4)定量分析。取装置C中的产物，按以下步骤进行测定：①称取4.60 g产品溶于过量的稀盐酸中；②加入足量H2O2溶液；③再加入足量NaOH溶液；④过滤、洗涤后灼烧沉淀；⑤称量所得红棕色固体为2.40 g。则该产品中铁元素的质量分数为__36.52__%(结果精确到小数点后两位)。
(5)由(4)定量分析数据得出结论，并提出改进措施：
①用题目所给的装置制得的产物中，铁元素含量__偏高__(填“相等”“偏高”或“偏低”)，说明含有FeCl2杂质。
②若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的“装置”改进措施是__在A、B装置间增加一个盛饱和食盐水的洗气装置，除去Cl2中混有的HCl__。
解析：(2)仪器D的名称是球形干燥管；氯气有毒需要进行尾气处理，又因为氯化铁易吸收空气中的水分而潮解，所以D中装的是碱石灰。(4)H2O2溶液能把亚铁离子氧化为铁离子，加入氢氧化钠转化为氢氧化铁沉淀，灼烧转化为氧化铁，氧化铁的物质的量为2.4 g÷160 g/mol＝0.015 mol，根据铁元素守恒可知铁元素的质量是0.015 mol×2×56 g/mol＝1.68 g，则该产品中铁元素的质量分数为×100%≈36.52%。(5)①由于氯化铁中铁元素的质量分数小于氯化亚铁中铁元素的质量分数，则用题目所给的装置制得的产物中，如果铁元素含量偏高，则说明含有FeCl2杂质；②由于生成的氯气中含有氯化氢，氯化氢能与铁反应生成氯化亚铁，则若要得到较纯净的无水氯化铁，可采取的“装置”改进措施是在A、B装置中间增加一个盛有饱和食盐水的洗气装置，除去Cl2中混有的HCl。
21．(12分)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。

(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学方程式为__MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O__。装置B中饱和食盐水的作用是__除去Cl2中的HCl__；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：__B中长颈漏斗中的液面上升，形成水柱__。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入__d__(填序号)。
序号
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条

(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向装置D中缓缓通入少量氯气时，发生反应的离子方程式为__Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－__；然后打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察到的现象是__装置E中的溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色__。
(4)装置F中用足量的NaOH溶液吸收多余氯气，试写出相应的离子方程式：__2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O__。
解析：(1)实验室制备氯气利用的是二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。制取的氯气中含有氯化氢杂质，氯化氢易溶于水，而氯气在饱和食盐水中的溶解度不大，故选择饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢；装置B也是安全瓶，可监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，发生堵塞时装置B中的压强增大，装置B中长颈漏斗中的液面上升，形成水柱。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，故验证氯气是否具有漂白性，要先干燥氯气，且应用干燥的布条进行实验，可排除a、b；本实验U形管中只能装固体干燥剂，可排除c；d项中的现象为湿润的有色布条褪色，而干燥的有色布条不褪色，可证明干燥的氯气无漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，故d正确。
(3)装置D中装的是溴化钠溶液，当向装置D中缓缓通入少量氯气时，氯气和溴化钠反应生成溴单质，离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；溴单质的氧化性强于碘单质，故打开活塞后，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，则振荡后观察到的现象是装置E中的溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色。
(4)氯气有毒，直接排放容易造成空气污染，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可以用氢氧化钠溶液吸收多余氯气，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。