第3章硫、氮及其循环检测题高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册（含解析）

第3章《硫、氮及其循环》检测题
一、单选题
1．下列有关离子方程式正确的是
A．将氧化铁溶于氢碘酸的离子反应：
B．将通入到漂白液中：
C．明矾溶液与过量氨水混合：
D．将等物质的量浓度的和溶液以体积比1：2混合：
2．为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．36g含有的中子数为
B．0.1mol/L HClO溶液中含有的数小于
C．2mol NO与1mol 在密闭容器中充分反应后的分子数小于
D．常温下，1mol Fe与足量的浓硝酸反应转移的电子数为
3．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是
A．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能与铜较快反应
D．常温下都可用铝制容器贮存
4．室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．能使酚酞变红的溶液中：Na+、Al3+、SO、NO
B．澄清透明的溶液中：Cu2+、Mg2+、SO、Cl-
C．0.1mol L-1NaClO溶液中： K+、Fe2+、Cl-、SO
D．能与铝反应产生大量氢气的溶液中：Fe3+、K+、HCO、NO
5．化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A．葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用
B．工业上制硝酸过程中，氨气的催化氧化属于氮的固定
C．燃煤中加入可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
6．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．硫酸钡难溶于盐酸，可用作检查肠胃的内服药剂
B．具有氧化性，可用于漂白纸浆
C．硫磺为淡黄色固体，可用作制硫磺皂
D．易溶于水，可用于净水
7．溶液X中可能存在、、、、、中的若干种。为探究该溶液组成进行如下实验：
下列关于溶液X的说法正确的是
A．可能存在 B．一定存在、、
C． 和至少有一种 D．一定不存在、
8．下列说法正确的是
A．根据化合价可知，S在化学反应中只能作还原剂
B．试管内壁上的硫黄可用CS2清洗
C．S＋O2SO2，S被氧化，作氧化剂
D．硫的氧化性比氯气的强
9．化学与生活密切相关，下列说法正确的是
A．光导纤维和普通玻璃的主要成分相同
B．富勒烯、碳纳米管均属于新型无机非金属材料
C．、和都是引起酸雨的主要原因，导致雨水的pH小于5.6
D．控制城市空气污染源的方法可以植树造林
10．粗盐中常含有杂质、和，为将杂质除尽设计如下步骤：
下列有关说法中，不正确的是
A．除去的主要反应：
B．检验是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加溶液
C．试剂①、②、③分别是、、
D．加稀盐酸调节，可除去、等杂质
11．科学家通过探寻矿物X推测外星球上是否曾经存在水，某兴趣小组为分析矿物X中的常见离子，将其溶于稀硝酸，并将所得溶液进行实验，下列依据实验现象得出的结论正确的是
A．用铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应，火焰呈紫色，说明矿物X中含K+
B．取少量溶液向其中滴加NaOH溶液，加热，用湿润蓝色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变红，说明矿物X中含
C．取少量溶液向其中滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，说明矿物X中含Fe3+
D．取少量溶液向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明矿物X中含
12．中国向世界庄严宣布：二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，在2060年前达到碳中和。下列措施不能减少碳排放的是
A．推广“液态阳光”技术，促使CO2加氢转化为液态燃料
B．在汽车排气管里安装催化转化装置
C．倡导低碳生活，注意节约用电
D．利用风能、水能等可再生能源发电替代火力发电
13．下列说法中正确的是
A．自然界中不存在游离态的硫
B．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性
D．为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰
14．下列关于硫及其化合物说法错误的是
A．工业上用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全
B．葡萄酒中添加适量SO2可以起到抗氧化的作用
C．硫酸钡可用作消化系统X射线检查的内服药剂
D．常温下，铁或铝不与浓硫酸反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸
15．下列对浓硫酸的叙述中，正确的是
A．常温下不能用铁、铝容器盛放浓硫酸，因为铁、铝是活泼金属
B．浓硫酸具有吸水性，可以使蔗糖脱水炭化
C．滴加浓硫酸使胆矾由蓝色晶体变为白色粉末，属于物理变化
D．浓硫酸和碳单质加热反应，表现出强氧化性
二、填空题
16．常温下，铁遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化，某同学将一洁净光亮的铁片放入浓硫酸中，请设计实验证明钝化的发生____________。
提示：钝化后，在铁片的表面上会生成一层致密的氧化物保护膜。将钝化后的铁片放入硫酸铜溶液中，若表面不出现红色物质，证明铁片被钝化了。
17．氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一、回答下列问题：
(1)N元素在元素周期表中的位置为 _______。
(2)制备下列物质属于固氮的是 _______。
A．用氮气和氢气合成氨
B．分离液态空气获得氮气
C．用NH4Cl和熟石灰制备氨气
D．NO2溶于水得到HNO3
(3)受到阳光照射浓硝酸会变黄的原因是 _______ ( 用化学方程式表示)。
(4)近几年来关于氮污染的治理倍受关注，根据氮的性质回答以下问题；
①氮的氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是 _______。
A．酸雨 B．光化学烟雾
C．白色污染 D．水土流失
②向酸性工业废水中加入次氯酸钠溶液，可将其中的NH完全转化为N2，而次氯酸钠被还原为NaCl。写出上述反应的离子方程式： _______。
(5)潜艇中使用的液氨-液氧燃料电池工作原理如图所示：
①电极a名称是 _______。
②电解质溶液中OH- 离子向 _______移动 (填“电极a”或“电极b”)。
③电极b的电极反应式为 _______。
三、实验题
18．《物理小识·金石类》记载：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，“青矾强热，得赤色固体，气凝即得矾油”。“青矾”是指FeSO4·7H2O，“青矾厂气”是指SO2和SO3，“矾油”是指硫酸溶液。实验室模拟古法制硫酸并进行SO2性质探究。
已知：SO2熔点-75.5℃，沸点-10℃；SO3熔点16.8℃，沸点44.8℃。
回答下列问题：
Ⅰ.制取硫酸
实验开始前打开活塞K1、K2，关闭活塞K3，通入一段时间N2后，关闭活塞K1、K2，打开活塞K3，用酒精喷灯高温加热青矾。
(1)A装置中反应后所得固体的化学式为______。玻璃纤维的作用是______。
(2)B装置的作用_____。
(3)D装置的作用是______。
Ⅱ.探究SO2的性质
在装置C中先后使用同体积的蒸馏水(①已预先煮沸，②未预先煮沸)，控制食用油油层厚度一致、通入SO2流速一致。两次实验分别得到如图pH－t图：
(4)C装置中覆盖食用油的目的是______。
(5)pH－t图中，②的曲线出现骤降，这是因为______(用化学方程式表示)。对比分析上述两组数据，可得出的结论是______。
19．Ⅰ.胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有_______(填标号)
A．烧杯 B．容量瓶 C．蒸发皿 D．移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为_______，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是_______。
(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、_______、乙醇洗涤、_______，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是_______
ⅠⅠ．高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。K2FeO4为紫色固体，可溶于水，微溶于浓KOH溶液，难溶于有机物；在0～5℃、强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出O2。现某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)装置如图所示，夹持、加热等装置略。回答下列问题：
(4)装置B中除杂质所用试剂是_______，装置D的作用是_______。
(5)C中反应为放热反应，而反应温度须控制在0~5℃，反应中KOH必须过量的原因是_______。
(6)C中制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒；Fe3+、Cl2、OH-、FeO、Cl-、H2O。写出总反应的离子方程式：_______。C中混合物经过重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥，得到高铁酸钾晶体若反应过程中转移了0.6mol电子，则还原产物的物质的量为_______mol。
四、计算题
20．某兴趣小组为确定Cu(NO3)2·xH2O的结晶水数目，称取样品5.92g，加热使其完全分解，得到1.60g黑色固体产物，同时分解产生的红棕色混合气体经冷凝得到3.2mL无色液体，无气体剩余。请计算：
(1)x=____。(写出计算过程，下同)
(2)无色液体的浓度为____ mol·L-1。
21．将Mg、Cu组成的2.64 g混合物投入到100 mL稀硝酸中完全溶解，并收集还原产物NO气体（假设还原产物只有一种）。然后向反应后的溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，下图是生成沉淀的质量与滴入NaOH溶液体积间的关系图。
（1）生成的NO在标况下的体积为___________L。
（2）Cu的物质的量为_________mol。
（3）稀硝酸的浓度为___________mol/L。
（4）a的值为_________。
参考答案：
1．D
【详解】A．HI具有还原性，Fe3+会将I-氧化为碘单质，自身被还原为Fe2+，正确的离子方程式为：，故A错误；
B．NaClO具有氧化性，会氧化，正确的离子方程式为：，故B错误；
C．氢氧化铝不能与弱碱反应，正确的离子方程式为：，故C错误；
D．将等物质的量浓度的和溶液以体积比1：2混合，恰好生成硫酸钡、水和硫酸铵，离子方程式正确，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．36g的物质的量为，含有的中子的物质的量为，含有的中子数为，A错误；
B．缺少0.1mol/L HClO溶液的体积，无法计算溶液中含有的H+数，B错误；
C．2mol NO与1mol 反应生成2mol NO2，由于存在平衡，导致分子数减少，容器中含有的分子数小于，C正确；
D．常温下，铁与浓硝酸发生钝化反应，生成的氧化膜阻止反应进行，所以常温下，1mol Fe与足量的浓硝酸反应转移的电子数小于，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．浓硝酸具有挥发性、浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，容器内酸液的浓度都减小，A错误；
B．浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，浓硫酸增重，B错误；
C． 浓硫酸与铜需要在加热条件下反应，C错误；
D． 常温下浓硝酸和浓硫酸均能使铁、铝钝化，都可用铝制容器贮存，D正确；
答案选D。
4．B
【详解】A．能使酚酞变红的溶液中含有氢氧根离子，为碱性，氢氧根离子和Al3+反应，不能大量共存，A不选；
B．各离子不反应，且不生成沉淀、气体，可以大量共存，B选；
C．Fe2+能和ClO-发生氧化还原反应，二者不能在溶液中大量共存，C不选；
D．与Al反应能放出H2的溶液中可能为酸性或碱性，若为酸性则硝酸根离子与铝不生成氢气而生成一氧化氮气体，且酸性环境中亚铁离子会被硝酸根离子氧化为铁离子，氢离子和HCO会生成气体；若为碱性，则铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀，氢氧根离子和HCO反应生成碳酸根离子；且Fe3+、HCO相互反应不能共存，D不选；
故选B。
5．A
【详解】A．具有还原性，葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用，选项A正确；
B．氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程，氨气的催化氧化过程，化合态的N变为另一种化合态，不属于氮的固定，选项B错误；
C．燃煤中含有S元素，燃烧是产生SO2，容易引起酸雨，加入CaO，发生CaO＋SO2=CaSO3，2CaSO3＋O2=2CaSO4，虽然产生的CO2，也能与CaO反应，生成CaCO3，CaCO3受热易分解成CaO和CO2，因此CaO不能减少CO2的排放，即不能减少温室气体的排放，选项C错误；
D．手机中芯片的主要成分是硅，而不是二氧化硅，选项D错误；
答案选A。
6．A
【详解】A．胃酸的主要成分是盐酸，利用硫酸钡难溶于盐酸的性质，决定BaSO4可用作检查肠胃的内服药剂，A符合题意；
B．SO2的漂白不是氧化性漂白，故SO2漂白纸浆不是因为SO2具有氧化性，而是因为SO2具有漂白性，B不合题意；
C．硫磺用于制硫磺皂是利用硫磺有毒性，可使蛋白质发生变性，故能够杀菌消毒，与硫磺为淡黄色固体无关，C不合题意；
D．明矾用于净水是由于其电离出的Al3+能够发生水解生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附性，与其易溶于水无关，D不合题意；
故答案为：A。
7．B
【分析】滴加氯水呈棕黄色，说明溶液中含有碘离子，滴加氯化钡溶液，有白色沉淀，加稀硝酸，沉淀溶解，说明原溶液中含有，没有、，加氢氧化钠溶液、加热有气体，说明原溶液中有，溶液中可能有。
【详解】A．和不共存，有就不存在，故A错误；
B．由分析知一定存在、、，故B正确；
C．有无，即只含有一种，故C错误；
D． 由分析知可能存在，一定不存在，故D错误；
故答案选B。
8．B
【详解】A．0价是S的中间价态，所以S既可作氧化剂，又可作还原剂，A错误；
B．S易溶于CS2，所以可以用CS2清洗试管内壁的硫粉，B正确；
C．反应中S被氧化，化合价升高，作还原剂，C错误；
D．硫的氧化性较弱，与变价金属化合时，只能生成低价态金属硫化物，如S与Fe、Cu反应，生成FeS、Cu2S；氯气的氧化性较强，Cl2与Fe、Cu反应生成高价态金属化合物FeCl3、CuCl2，因此硫的氧化性比氯气的弱，D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．光导纤维的主要成分是二氧化硅，普通玻璃的主要成分是硅酸盐，A错误；
B．富勒烯、碳纳米管都是碳元素组成的不同的单质，都属于新型无机非金属材料，B正确；
C．、是引起酸雨的主要原因，导致雨水的pH小于5.6，但不是，二氧化碳会造成温室效应，C错误；
D．植树造林可以净化空气，保护环境，但不是从源头上控制城市空气污染源，D错误；
答案选B。
10．C
【分析】除去溶液中的硫酸钠需要加入氯化钡，除去氯化钙和过量的氯化钡杂质需加入碳酸钠，故除去硫酸钠必须在氯化钙之前，对于氯化镁则无要求。
【详解】A．除去Ca2+加入的试剂为碳酸钠，主要反应Ca2++CO =CaCO3 ，A正确；
B．检验SO 是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成，B正确；
C．根据分析可知，试剂①、②、③分别可能是NaOH、BaCl2、 Na2CO3，C错误；
D．加稀盐酸调节pH，可除去NaOH、Na2CO3等杂质，都转变成NaCl，D正确；
故选C。
11．A
【详解】A．K元素的焰色试验显紫色，用铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应，通过蓝色钴玻璃片观察火焰呈紫色，说明矿物X中含K+，A正确；
B．取少量溶液向其中滴加NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变蓝色，说明气体为NH3，则该矿物X中含，B错误；
C．取少量溶液向其中滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，说明用硝酸溶解后所得溶液中含有Fe3+，该Fe3+可能是矿物X中含Fe3+，也可能是Fe2+被硝酸氧化产生，因此不能确定矿物中是否含有Fe3+，C错误；
D．取少量溶液向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该沉淀可能是BaSO4，也可能是AgCl，因此不能说明矿物X中一定含，D错误；
故合理选项是A。
12．B
【详解】A．将CO2加氢转化为液态燃料，可减少CO2排放，实现碳中和，选项A不符合题意；
B．汽车排气管中催化转化装置可以将CO与氮氧化物转化为CO2、N2等无污染物质，但不能减少CO2排放，选项B符合题意；
C．低碳生活可减少CO2排放，选项C不符合题意；
D．火力发电过程中产生大量CO2，利用新能源代替火力发电可减少CO2排放，选项D不符合题意；
答案选B。
13．D
【详解】A．自然界中存在游离态的硫，A错误；
B．硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫，在纯氧中的燃烧产物还是二氧化硫，B错误；
C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其酸性氧化物的性质，C错误；
D．为减少酸雨的产生可向含硫燃料中加入生石灰起到脱硫的作用，D正确；
故选D。
14．D
【详解】A．SO3与水反应放热，用水或稀硫酸吸收，会形成大量酸雾，工业上用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全，故A正确；
B．SO2具有还原性，葡萄酒中添加适量SO2可以起到抗氧化的作用，故B正确；
C．硫酸钡不溶于水，也不溶于酸，且不容易被X射线透过，故可用作消化系统X射线检查的内服药剂，故C正确；
D．常温下，铁或铝也能与浓硫酸反应，铁或铝遇浓硫酸钝化，在铁或铝表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止浓硫酸与内部金属继续反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓硫酸，故D错误；
故选D。
15．D
【详解】A．常温下浓硫酸能使铁、铝发生钝化，可以用铁、铝容器盛放浓硫酸，A不正确；
B．浓硫酸使蔗糖脱水炭化，表现出脱水性，B不正确；
C．胆矾中滴加浓硫酸，由蓝色晶体(CuSO4 5H2O)变为白色粉末(CuSO4)，硫酸铜晶体失水属于化学变化，C不正确；
D．浓硫酸和碳单质加热发生反应C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O，C属于非金属，浓硫酸表现出强氧化性，D正确；
故选D。
16．将钝化后的铁片放入硫酸铜溶液中，若表面不出现红色物质，证明铁片被钝化了
【详解】如果铁被钝化了，则表面上有Fe3O4保护膜，与硫酸铜溶液不会发生反应；如果铁没有被钝化，则会与硫酸铜溶液发生置换反应，表面出现红色物质。故答案为：将钝化后的铁片放入硫酸铜溶液中，若表面不出现红色物质，证明铁片被钝化了。
17．(1)第二周期第VA族
(2)A
(3)4HNO3 4NO2↑+ O2↑+2H2O
(4) AB 2NH+3ClO- = N2+3Cl- +2H++3H2O
(5) 负极 电极a O2+4e- +2H2O=4OH-
【解析】（1）
氮元素是7号元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，处于周期表中第二周期第VA族，故答案为：第二周期第VA族；
（2）
氮的固定是指氮由游离态转化为化合态的过程；
A．用氮气和氢气合成氨，氮元素从单质转化为化合物，属于氮的固定，故A符合题意；
B．分离液态空气获得氮气不属于氮的固定，故B不符合题意；
C．用NH4Cl和熟石灰制备氨气，NH4Cl和氨气均是化合物，该过程不属于氮的固定，故C不符合题意；
D．NO2溶于水得到HNO3，NO2、HNO3均为化合物，该过程不属于氮的固定，故D不符合题意；
故答案为A；
（3）
硝酸分解生成二氧化氮，硝酸溶解二氧化氮而变黄，该过程的化学方程式为4HNO3 4NO2↑+ O2↑+2H2O，故答案为：4HNO3 4NO2↑+ O2↑+2H2O；
（4）
①氮的氧化物可以引起酸雨、光化学烟雾，白色污染由塑料导致，水土流失与植被被破坏等有关，故答案为：AB；
②次氯酸钠溶液可将NH完全转化为N2，而次氯酸钠被还原为NaCl，该反应的离子方程式为2NH+3ClO- = N2+3Cl- +2H++3H2O，故答案为：2NH+3ClO- = N2+3Cl- +2H++3H2O；
（5）
①电极a上NH3→N2，发生氧化反应，则a为负极，b为正极，故答案为：负极；
②原电池中阴离子向负极移动，则电解质溶液中OH-离子向电极a移动，故答案为：电极a；
③电极b为正极，碱性条件下氧气得电子发生还原反应生成氢氧根，电极反应式为O2+4e- +2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e- +2H2O=4OH-。
18．(1) 防止固体粉末进入导管
(2)冷凝SO3和H2O得到硫酸，分离SO2
(3)吸收尾气SO2防止污染空气
(4)隔绝空气，避免空气中的氧气干扰后续探究实验
(5) 氧气可将二氧化硫氧化
【分析】装置A中FeSO4·7H2O高温分解生成Fe2O3、SO2、SO3和H2O，在装置B中SO3和H2O冷凝得到硫酸溶液，装置C验证SO2与钡盐的反应，D吸收尾气二氧化硫，防止污染空气，据此分析解题。
【详解】（1）装置A中FeSO4·7H2O高温分解生成Fe2O3、SO2、SO3和H2O，发生反应的化学方程式为: ，所得固体为：Fe2O3；玻璃纤维的作用是防固体粉末进入导管；
（2）装置B中SO3和H2O冷凝得到硫酸溶液，分离SO2；
（3）D装置的作用是吸收尾气SO2防止污染空气；
（4）装置C用于验证SO2与钡盐不反应，若有氧气存在，则会生成白色沉淀，C装置中覆盖食用油的目的是隔绝空气；
（5）曲线①的变化说明SO2不与BaCl2反应，溶于水的SO2部分与水反应生成H2SO3电离出氢离子，pH减小，曲线②的变化说明溶液中的O2将H2SO3氧化为强酸H2SO4，反应生成的H2SO4和BaCl2反应生成BaSO4沉淀和HCl，溶液中的氢离子浓度迅速增大，溶液的pH下降，用离子方程式表达为： ；两者对比可知氧气可将二氧化硫氧化。
19．(1)AC
(2) CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 不会产生具有污染性的气体、提高原料利用率
(3) 过滤 干燥 使Fe3+沉淀析出，同时抑制铜离子水解，防止生成杂质导致产品不纯
(4) 饱和食盐水 吸收多余Cl2并能防倒吸
(5)保持溶液碱性，防止K2FeO4变质
(6) 3Cl2+2Fe3++16OH-=2 FeO+6Cl-+8H2O 0.6mol
【分析】A中二氧化锰和浓盐酸在加热下反应生成氯气，生成的氯气中混有氯化氢杂质，使用装置B饱和食盐水吸收HCl，C中氯气和氯化铁溶液在过量氢氧化钾存在下反应生成高铁酸钾，最后用D中氢氧化钠进行尾气吸收，防止污染。
(1)
制备胆矾时，经过的步骤有：过滤、蒸发浓缩、冷却结晶，故用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有反应过程中和过滤需用到的烧杯和蒸发时需要用到的蒸发皿，故答案为：AC。
(2)
CuO为碱性氧化物，与硫酸发生复分解反应，方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，若直接使用废铜与浓硫酸反应，也可以获得硫酸铜，但会有二氧化硫产生，对环境造成污染，此方法不会产生具有污染性的气体、且产生等量的硫酸铜时消耗硫酸的量更少、提高原料利用率。
(3)
废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应，得到含Cu2+，Fe3+等离子的溶液，Fe3+与残留Cu发生反应生成Fe2+和Cu2+，加入适量H2O2能把Fe2+氧化为Fe3+，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，得到氢氧化铁沉淀、再煮沸10min除去多余H2O2，冷却后过滤，所得滤液为硫酸铜溶液，经加热蒸发、冷却结晶、过滤得到粗胆矾晶体，已知胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇，故用乙醇洗涤除去表面杂质、又防止胆矾溶解，经干燥后得到纯净的胆矾，则控制溶液pH为3.5～4的目的是使Fe3+沉淀析出，同时抑制铜离子水解，防止生成杂质导致产品不纯。
(4)
B装置用饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体，D装置吸收未反应的氯气，并能防倒吸。
(5)
已知K2FeO4为紫色固体，可溶于水，微溶于浓KOH溶液，难溶于有机物；在0～5℃、强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出O2。C中反应为放热反应，而反应温度须控制在0～5℃，可使用的控温方法为冷水浴；反应中KOH必须过量的原因是保持溶液碱性，防止K2FeO4变质。
(6)
C中制备高铁酸钾的反应体系中有六种微粒；Fe3+、Cl2、OH-、FeO、Cl-、H2O，按化合价改变规律可知，充分反应后得到微粒；FeO、Cl-、H2O，则反应离子方程式为3Cl2+2Fe3++16OH-=2 FeO+6Cl-+8H2O；Cl元素化合价降低，Cl-是还原产物，每转移6mol电子，得到6molCl-，则反应过程中转移了0.6mol电子，则还原产物的物质的量为0.6mol。
20．(1)6
(2)12.5mol/L
【分析】由5.92gCu(NO3)2·xH2O受热分解得到1.60g黑色固体产物，同时分解产生的红棕色混合气体经冷凝得到3.2mL无色液体，无气体剩余可知，晶体受热分解生成氧化铜、二氧化氮、氧气和水，反应的化学方程式为2Cu(NO3)2·xH2O2CuO+4NO2↑+ O2↑+xH2O，分解生成的二氧化氮、氧气和水冷凝时反应生成硝酸，反应的化学方程式为4NO2+ O2+2H2O=4HNO3。
(1)
由铜原子个数守恒可得：=，解得x=6，故答案为：6；
(2)
由方程式可知，晶体受热分解生成二氧化氮的物质的量为×2=0.04mol，由氮原子个数守恒可得3.2mL硝酸溶液的浓度为=12.5mol/L，故答案为：12.5mol/L。
21． 0.896 0.03 1.9 15mL
【分析】由图可知，滴加氢氧化钠溶液，开始没有沉淀生成，故硝酸有剩余，加入75mL氢氧化钠溶液，沉淀为最大值，此时溶液中溶质为NaNO3，沉淀的质量为4.68g，故沉淀含有氢氧根离子的质量为4.68g-2.64g=2.04g，物质的量为0.12mol，根据电荷守恒可计算金属提供的物质的量，根据电子转移守恒可计算生成NO的物质的量，根据质量守恒计算金属的质量，最后结合问题分析解答。
【详解】由图可知，滴加氢氧化钠溶液，开始没有沉淀生成，故硝酸有剩余，加入75mL氢氧化钠溶液，沉淀为最大值，此时溶液中溶质为NaNO3，沉淀的质量为4.68g，故沉淀含有氢氧根离子的质量为4.68g-2.64g=2.04g，物质的量为0.12mol，根据电荷守恒可知，金属提供的物质的量为0.12mol，根据电子转移守恒可知，生成NO的物质的量为0.12mol÷(5 2)=0.04mol。令金属中Mg的物质的量为xmol，Cu的物质的量为ymol，根据二者质量之和与提供的电子可知，2x+2y＝0.12、24x+64y＝2.64，解得x=0.03，y=0.03，则
（1）根据以上分析可知生成的NO在标况下的体积为0.04mol×22.4L/mol＝0.896L。
（2）根据以上分析可知Cu的物质的量为0.03mol。
（3）根据原子守恒可知原硝酸的物质的量为n（NaNO3）+n（NO）=n（NaOH）+n（NO）=0.075L×2mol/L+0.04mol=0.19mol，故原硝酸的物质的量浓度为0.19mol÷0.1L=1.9mol/L；
（4）金属混合物中Cu、Mg的物质的量都为0.03mol，利用元素守恒可知，铜离子、镁离子消耗的氢氧根离子的物质的量为0.06mol×2=0.12mol，消耗的氢氧化钠的体积为0.12mol÷2mol/L=0.06L=60mL，故a=75-60=15。