17.(11分)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质;
②除硅的方法：溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。
回答下列问题：
(1)Al元素在元素周期表中的位置为 ;电解制取Al的化学反应中，反应物总能量 生成物总能量(填“大于”、“等于”或“小于”);二氧化碳的结构式为 。
(2)写出向Al2O3与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式 _____。
(3)滤渣A的主要成分为__________________________。
(4)在工艺流程第三步中，通入过量二氧化碳的化学反应方程式是_______________________。
(5)实验时取铝土矿ag，经过上述工艺流程最后得到bgAl，则铝土矿中的Al2O3质量分数为 。
A.=102b/54a B.>102b/54a C.<102b/54a D.均有可能
【答案】
(1)第三周期 ⅢA族 (1分) 小于 (1分) O=C=O(1分)
(2)Al2O3 +2OH-=2AlO2-+H2O (2分) (3)Fe2O3 Na2Al2Si2O8(2分)
(4)NaAlO2 +CO2 +2H2O = Al(OH)3 ↓+NaHCO3 (2分) (5)B(2分)
应方程式为NaAlO2 +CO2 +2H2O = Al(OH)3 ↓+NaHCO3。
(5)根据铝原子守恒，2Al—Al2O3 ，经过上述工艺流程最后得到bgAl，则Al2O3 的质量为102b/54，Al2O3 的质量分数为102b/54a，实际上，在工艺流程中，由于2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH反应的存在，铝元素会损失，所以铝土矿中的Al2O3质量分数大于102b/54ª，选B。
考点：考查由铝土矿中制备铝的工艺流程，铝及其化合物的性质。
18.(12分)A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，相关物质间的关系如下图所示：
已知：X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末。 回答下列问题： (1)单质X与A反应的化学方程式是________________________________; (2)若试剂1和试剂2均是强电解质。
①若试剂1和试剂2的酸碱性相同，则C溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”);
②若试剂1和试剂2的酸碱性不同，试剂1和B的离子方程式是 。
(3)若试剂2是稀硝酸。
①Y单质与稀硝酸反应生成E时，Y单质必须过量，写出该反应的离子方程式 。如果稀硝酸过量，可以选择试剂 进行验证。
②D的阳离子能够与强碱、氯气反应，生成一种高效的净水剂YO42-，写出有关反应的离子方程式 。
【答案】(12分，每空2分)(1)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe (2)①酸性 ②Al2O3+2OH-=AlO2-+H2O
(3)①3Fe +8H++2NO3-=3Fe2++3NO↑+4H2O;KSCN溶液
②Fe 2++2OH-+Cl2=FeO42-+Cl-+H2O
(1)根据以上分析，单质X与A反应的化学方程式是2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
(2)若试剂1和试剂2均是强电解质。
①若试剂1和试剂2的酸碱性相同，因此均是盐酸，则C氯化铝，铝离子水解溶液显酸性;
②若试剂1和试剂2的酸碱性不同，则分别是氢氧化钠和稀硫酸，试剂1和B反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=AlO2-+H2O。
(3)若试剂2是稀硝酸。
①Y单质与稀硝酸反应生成E时，Y单质必须过量，则该反应的离子方程式为3Fe +8H++2NO3-=3Fe2++3NO↑+4H2O;如果稀硝酸过量，则生成硝酸铁，所以可以选择试剂KSCN溶液进行验证。
②D的阳离子能够与强碱、氯气反应，生成一种高效的净水剂YO42-，该反应的离子方程式为Fe2++2OH-+Cl2=FeO42-+Cl-+H2O。
考点：考查无机框图题推断
19.(14分)铁的化合物在生产生活中的应用广泛。
(1)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性，是一种新型高效水处理剂，它在水处理过程中(铁元素被还原为+3 价)的两个作用是____________、_____________。
(2)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下图。请回答下列问题：
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____________、______________;
②操作I所得滤液中若加入碱性较强的(NH4)2CO3 溶液，还会产生 Fe(OH)2，可能的原因是： ，该反应的平衡常数K= (填数值)。【已知：Ksp(FeCO3) = 3.2×10-11，Ksp(Fe(OH)2) = 8.0×10-16】
③写出在空气中煅烧FeCO3获得氧化铁产品的化学方程式_____________________;
④煅烧如果不充分，产品中将有Fe2+ 存在，检验产品中有无Fe2+的实验操作是_______。
(3)含 Cr2O72-的酸性废水可加入FeSO4 将其转化为无毒的Cr3+，反应的离子方程式为 。
【答案】(1)杀菌消毒、吸附水中的杂质 (2)①过滤、洗涤 ②4.0×104 ③4FeCO3+O2Fe2O3+4CO2
④取少量产品于试管中，加硫酸溶解，再加入几滴高锰酸钾溶液，观察溶液是否褪色
(3)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
考点：考查无机物制备工艺流程图的分析与应用
20.(15分)已知氯化亚铁的熔点674℃、沸点1023℃;三氯化铁在300℃以上易升华，易溶于水并且有强烈的吸水性。在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生多种反应，反应之一为： 12FeCl2 +3O22Fe2O3 +8FeCl3。某研究小组选用以下装置(夹持装置省略，装置可重复选用)进行反应的探究。回答下列问题：
(1)装置的合理连接顺序为A、 、D，其中E装置U形管左边设计为粗导管的目的是 。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)反应过程发现，装置B中除生成红棕色固体外，还观察到黄绿色气体，生成该气体的化学方程式为 。
(4)待B中充分反应后，停止加热后，还需持续通氧气至 。
(5)设计实验：
①利用E装置U形管里的固体验证Fe(OH)3是弱碱： 。
②测定装置B的残留固体中铁元素的质量分数： 。
【答案】(1)CBEC(2分，少一个C扣1分，少两个C扣2分，其它错误均不给分);防止FeCl3冷凝在导管中，堵塞导管(2分，答到“防堵塞”即可得分)。
(2)2Na2O2 +2 H2O = 4NaOH + O2↑(2分，配平错扣1分，反应物或生成物书写错误给0分，漏写↑不扣分;)。
(3)4FeCl2 +3O2 2Fe2O3 +4Cl2(2分，配平错扣1分，反应物或生成物书写错误给0分，反应条件不作为采分点)。
(4)硬质玻璃管冷却到室温且装置中的黄绿色气体完全消失(2分，答到其中任意一点都得2分)。
(5)①取少量固体加水溶解(1分)，用pH试纸(或pH计)测得溶液显酸性(1分)，即证(共2分，少一点扣1分，其他合理答案也给分)。
②称取一定质量B中的残留固体，加入足量的盐酸(或硫酸等)溶解(1分)，加足量的H2O2氧化后(不答也可)再加入足量氢氧化钠溶液得沉淀(1分)，过滤、洗涤、在空气中充分灼烧至恒重称量(1分)，计算。(共3分，其他合理答案也给分)
考点：实验方案设计与评价。
