1、第五章第五章 化工生产中的重要非金属元素化工生产中的重要非金属元素 A 卷学业水平达标验收 1硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料 中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是( ) 解析：选 C 玛瑙、光导纤维、水晶的主要成分都是二氧化硅，A、B、D 错误；太阳 能电池板的主要成分是硅单质，C 正确。 2检验 SO2气体中是否混有 CO2气体，可采用的方法是( ) A通过品红溶液 B通过澄清石灰水 C先通过足量酸性 KMnO4溶液，再通过澄清石灰水 D先通过 NaOH 溶液，再通过澄清石灰水 解析：选 C 二氧化硫和二氧化碳都能和澄清石灰水反应生成不
2、溶性白色固体，但二氧 化硫具有漂白性、还原性，二氧化碳没有漂白性和还原性，所以检验二氧化硫中是否含有二 氧化碳的方法是：先通过酸性高锰酸钾溶液，使二氧化硫充分被吸收，二氧化碳不反应，然 后再通入澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，则含有二氧化碳，否则不含二氧化碳。 3下列制取 SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的 的是( ) 解析：选 B A 项，铜片和稀硫酸不反应，无法制取 SO2；B 项，SO2能使品红溶液褪 色，因此可以验证 SO2的漂白性；C 项，SO2密度比空气大，用排空气法收集 SO2时，导气 管应“长进短出”；D 项，SO2与饱和 NaHSO3溶液不反
3、应，因此 NaHSO3溶液不能作为吸 收液，可用 NaOH 溶液。 4 化学反应中， 有时存在“一种物质过量， 另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。 下列反应中不属于这种情况的是( ) A过量的稀硝酸和铁反应 B常温下过量浓硝酸与铝块 C过量的二氧化锰与浓盐酸 D常温下过量的铜与浓硫酸 解析：选 A 稀硝酸过量，铁全部溶解，A 正确；常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，铝块 不会溶解，B 错误；随着反应进行，浓盐酸变稀，稀盐酸不与二氧化锰反应，C 错误；常温 下，铜与浓硫酸反应很缓慢，需要加热来加快反应，并且随反应的进行，浓硫酸变稀，稀硫 酸与铜不反应，硫酸不能完全反应，D 错误。 5下列离子方程式
4、正确的是( ) A铁屑与稀硫酸反应：2Fe6H =2Fe33H 2 BFeCl3溶液腐蚀铜板：Fe3 Cu=Fe2Cu2 CFeO 与稀硝酸反应：FeO2H =Fe2H 2O DFe3O4与稀硝酸反应：3Fe3O428H NO 3=9Fe 3NO14H 2O 解析：选 D 稀硫酸的氧化性比较弱，只能把 Fe 氧化为 Fe2 ，离子方程式为 Fe2H =Fe2 H 2，A 错误。该离子方程式不符合电荷守恒规律，应该为 2Fe 3Cu=2Fe2 Cu2 ， B 错误。 硝酸具有强氧化性， 与 FeO 发生氧化还原反应， 离子方程式为 3FeO10H NO 3=3Fe 3NO5H 2O，C 错误。该
5、反应是氧化还原反应，离子方程式符合反应事 实，D 正确。 6下列关于 SO2和 NO2的叙述中正确的是( ) ASO2可使紫色石蕊溶液褪色 BSO2与水作用生成 H2SO4 C可用排水法收集 NO2 D实验室可用 NaOH 溶液处理 NO2和 SO2废气 解析：选 D SO2的漂白性是有限的，不能使紫色石蕊溶液褪色，A 错误；SO2与水作 用生成 H2SO3，B 错误；NO2与水反应：3NO2H2O=2HNO3NO，C 错误。 7下列有关说法正确的是( ) AS 与 H2、O2、Fe 反应过程中 S 表现氧化性 B硫、碳在空气中完全燃烧产物分别为 SO3、CO2 C1 mol SO2通入足量的
6、水中，H2SO3、HSO 3、SO 2 3的物质的量之和为 1 mol DSO2与 O2充分反应的混合物中含有 SO2、O2和 SO3 解析：选 D A 项，S 与 O2反应，S 表现还原性；B 项，S 的燃烧产物为 SO2；C 项， SO2与 H2O 反应为可逆反应，还有 SO2存在；D 项，SO2与 O2反应为可逆反应。 8某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( ) A室温下测定等浓度氨水和 NaOH 溶液的 pH，比较氨水和 NaOH 碱性强弱 B将氨水缓慢滴入 AlCl3溶液中，研究 Al(OH)3的两性 C将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟 D加热除去
7、 NH4Cl 中的少量 NaHCO3 解析：选 A A 项，pH 越大，碱性越强；B 项，Al(OH)3不溶于氨水；C 项，浓硫酸稳 定， 不能形成白烟； D 项， NH4Cl 加热也分解， 且 NaHCO3加热后生成的 Na2CO3不易除去。 9依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不正确的是( ) AX 是 N2O5 B可用排空气法收集 NO 气体 C工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸 D从原理上看，NH3可与 NO2反应实现 NH3N2的转化 解析：选 B NO 遇空气中的氧气被氧化为 NO2，不可用排空气法收集 NO 气体，故 B 错误。 10下列有关浓硫酸、浓盐酸
8、、浓硝酸的认识正确的是( ) A浓硫酸、浓硝酸与金属反应时，主要是 S 或 N 得电子 B如图，中为三种酸的一种，中为浓氨水，则大烧杯中均观察到白烟 C浓盐酸、浓硫酸都可用来干燥氧气 D常温下，浓硫酸或浓硝酸中投入 Fe 片，均会产生大量的气体 解析：选 A 浓硫酸、浓硝酸均有强氧化性，与金属反应时，主要是 S 或 N 得电子，A 正确；浓硫酸是难挥发性酸，B 错误；浓盐酸没有吸水性，C 错误；常温下，Fe 在浓硫酸、 浓硝酸中钝化，D 错误。 11某同学设计的微型实验装置验证 SO2的性质，通过分析实验，下列结论表达正确的 是( ) Aa 棉球褪色，验证 SO2具有氧化性 Bb 棉球褪色，验
9、证 SO2具有还原性 Cc 棉球蓝色褪去，验证 SO2具有酸性氧化物的性质 D可以使用高锰酸钾溶液或烧碱溶液吸收尾气 解析：选 D a 棉球中品红褪色，验证 SO2具有漂白性，A 错误；b 棉球褪色，SO2与 碱液反应，碱性减弱，溶液褪色，验证 SO2具有酸性氧化物的性质，B 错误；碘与 SO2和水 反应生成氢碘酸和硫酸，碘单质反应完全，c 棉球蓝色褪去，验证 SO2的还原性，C 错误； SO2具有强的还原性，能够被高锰酸钾溶液氧化成硫酸；SO2具有酸性氧化物的性质，可以 被碱液吸收，D 正确。 12.如图所示是验证气体性质的实验装置，下列有关说法不正确的是( ) A若水槽中是水，试管中是 N
10、O2，可观察到试管中液面上升，若再充入适 量的 O2可使液体充满整个试管 B若水槽中是 NaOH 溶液，试管中是 Cl2，可观察到试管中液面上升 C 若水槽中是水并滴有几滴紫色石蕊溶液， 试管中是 SO2， 可观察到试管中液面上升， 试管中溶液呈无色 D若水槽中是水并滴有几滴酚酞溶液，试管中是 NH3，可观察到试管中液面上升，试 管中溶液呈红色 解析：选 C 二氧化氮与水反应生成硝酸和 NO，NO 不溶于水，则可观察到试管中液 面上升，若再充入适量的 O2，会发生反应 4NO3O22H2O=4HNO3，当 NO 与 O2的体 积比为 43 时，可使液体充满整个试管，A 项正确；氯气与 NaOH
11、 溶液反应生成 NaCl、 NaClO 和 H2O，则可观察到试管中液面上升，B 项正确；二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚 硫酸能使紫色石蕊溶液变红，则可观察到试管中液面上升，试管中溶液呈红色，C 项错误； 氨气易溶于水，溶液显碱性，能使酚酞溶液变红，则可观察到试管中液面上升，试管中溶液 呈红色，D 项正确。 13在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体 a，将滴管中的液体 b 挤入烧瓶内，轻 轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹 f，烧杯中的液体 d 呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则 a 和 b 分别是( ) 选项 a(干燥气体) b(液体) A NO2 水 B CO2 饱和 NaHCO3溶液 C Cl
12、2 饱和 NaCl 溶液 D NH3 1 mol L 1 盐酸 解析：选 D NO2溶于水反应生成不溶于水的 NO，不能充满烧瓶，A 项错误；CO2在 饱和 NaHCO3溶液中、Cl2在饱和 NaCl 溶液中溶解度均很小，不产生喷泉，B、C 项错误； NH3易溶于酸中，D 项正确。 14.某学生课外活动小组利用如图装置做如下实验：在试管中注入某无色 溶液，加热试管，溶液颜色变为红色，冷却后恢复无色，则( ) A溶有 SO2的品红溶液 B溶有 NH3的酚酞溶液 C溶有 SO2的酚酞溶液 D溶有 Cl2的品红溶液 解析：选 A 二氧化硫和有色物质反应生成无色物质，但二氧化硫的漂白性不稳定，加 热时
13、溶液又恢复原来的颜色，所以溶有二氧化硫的品红溶液符合题意，A 正确；氨气和水反 应生成一水合氨，一水合氨电离出 OH 而使溶液呈碱性，酚酞遇碱变红色，加热条件下， 一水合氨易分解生成氨气而使溶液褪色，B 错误；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，酚酞在酸 性溶液中为无色，二氧化硫不能使酸碱指示剂褪色，C 错误；氯气和水反应生成次氯酸，次 氯酸具有强氧化性而使品红溶液褪色，且次氯酸的漂白性具有不可逆性，D 错误。 15实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是( ) A以 MnO2、浓盐酸为原料，制备 Cl2 B以 Na2SO3固体、质量分数为 70%的浓硫酸为原料，制备 SO2 C以浓氨水、生石
14、灰为原料，制备 NH3 D以 Cu、稀硝酸为原料，制备 NO 解析： 选 B A 项， MnO2和浓盐酸反应， 需要加热， 此装置图中缺少加热装置，错误； B 项，Na2SO3与 70%的浓硫酸反应产生 SO2，通过浓硫酸进行干燥，因为 SO2的密度大于 空气，用向上排空气法收集，SO2有毒，必须进行尾气处理，正确；C 项，NH3能与浓硫酸 反应，不能用浓硫酸进行干燥，因为 NH3的密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误； D 项，NO 能与空气中的氧气反应，因此应用排水法收集，错误。 16非金属单质 A 经如图所示的过程转化为含氧酸 D，已知 D 为强酸，请回答下列问 题： A O2 B
15、O2 C H2O D (1)若 A 在常温下为固体，B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。 D 的化学式是_。 在工业生产中，大量排放的 B 气体被雨水吸收后形成了_而污染环境。 (2)若 A 在常温下为气体，C 是红棕色气体。 A、C 的化学式分别是：_、_。 D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成 C 气体，请写出该反应的化学方程式： _。 _该反应_(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。 解析： (1)若 B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体， 则 B 是 SO2， C 是 SO3， D 是 H2SO4； 若大量排放 SO2， 会形成酸雨。 (2)若 C 是红棕色气体
16、， 则 C 为 NO2， B 为 NO， A 为 N2， D 为 HNO3， 浓硝酸可与 Cu 反应： Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。 此反应中有元素化合价的升降属于氧化还原反应。 答案：(1)H2SO4 酸雨 (2)N2 NO2 4HNO3(浓)Cu=Cu(NO3)22NO22H2O 属于 17 我国考古学家对“南澳一号”沉船进行了考古探索， 从沉船中发现了大量宋代精美 瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料高岭土Al2Si2O5(OH)x，可掺进瓷石 制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在 1 300 左右一次烧成的釉可形成精 美的青花瓷
17、。 (1)下列说法正确的是_(填字母)。 A高岭土分子中 x2 B钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液 C烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化 D青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 (2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度 SiO2制造的光纤。下图是用海边的石 英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。 洗涤石英砂的目的是_。 二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_ _。 在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是 _。 工业上常用纯净石英砂与 C 在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有 SiC，其中 Si 和 SiC 的物质的量之比为 11。下列说
18、法正确的是_(填字母)。 A制造粗硅时的反应为 2SiO25C= 高温 SiSiC4CO B在以上流程中，将盐酸改为 NaOH 溶液，也可达到目的 C纯净的 SiO2只能用于制造光导纤维 解析：(1)A 项，根据化合物中元素化合价代数和等于零的原则，可得：6810 x 0，解得 x4；B 项，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液；C 项，根据陶瓷制造过程 可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化；D 项，青花瓷、玻璃、水泥 符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。 (2)石英砂中含有易溶于水的 NaCl 杂质，洗涤石英砂可使 NaCl 与 SiO2分离。 SiO2与 NaOH 溶液反
19、应生成 Na2SiO3和 H2O，据此可写出相应的离子方程式。 将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积， 从而增大反应物与盐酸的接触面积， 增 大反应速率，提高生产效率。 A 项，粗硅中含有 SiC，其中 Si 和 SiC 的物质的量之比为 11，根据原子守恒，可 将题述信息转化为如下反应：2SiO25C=SiSiC4CO；B 项，因 SiO2、Al2O3都能溶 解在 NaOH 溶液中，无法实现二者的分离；C 项，纯净的 SiO2还可用于制造光学玻璃等。 答案：(1)CD (2)除去石英砂中的 NaCl 杂质 SiO22OH =SiO2 3H2O 增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高
20、生产效率 A 18 某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是 NO 而设计了下列实 验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中 K 为止水夹(处于关闭状态)，F 是 一半空的注射器。请回答有关问题： (1)设计装置 A 的目的是_。 (2)在完成(1)中的“操作”后，将装置 B 中的铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置 B 中的现象是_； B 中反应的离子方程式为_。 (3)装置 E 和 F 的作用是_； 为实现此作用，其操作方法是_。 (4)装置 D 的作用是_。 解析：(1)因烧瓶中有空气，则生成的 NO 能与氧气反应生成二氧化氮，利用 A 装置反 应生成的二氧化碳
21、气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验产生干扰。 (2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO 和水，现象是 Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面 上方仍为无色，溶液变蓝，其离子方程式为 3Cu2NO 38H =3Cu22NO4H 2O。 (3)NO 与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证 NO 的生成，将注射器中的空气 推入 E 中，若气体变为红棕色则说明生成了 NO。 (4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物可用 NaOH 溶液吸收。 答案：(1)产生 CO2赶走装置中的空气，防止因 NO 与 O2反应生成 NO2而产生干扰 (2)Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变
22、蓝 3Cu8H 2NO 3 =3Cu2 2NO4H 2O (3)验证 NO 的生成 将注射器中的空气推入 E 中， 若气体变为红棕色则说明生成了 NO (4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸 B 卷选考等级考试检测 1化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是( ) A汽车的排气管上装有“催化转化器”，使有毒的 CO 和 NO 反应生成 N2和 CO2 B向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的 SO2最终生成 CaSO3，可减少对大气的污 染 C高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 D大量燃烧化石燃料排放的废气中含 CO2、SO2，从而使雨水的 pH5.6 即形成酸雨 解析：
23、选 A 煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的 SO2转化为 CaSO3，再氧化生成 CaSO4，B 错误；制作光导纤维的是二氧化硅，C 错误；雨水的 pHBr2I2 C 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石 蕊试纸上 试纸变蓝色 浓氨水呈碱性 D 浓 HNO3加热 有红棕色气体产生 HNO3有强氧化性 解析： 选C 过量的Fe与稀HNO3反应生成Fe2 ， A错误； 该实验能证明氧化性： Cl 2Br2、 Cl2I2，无法证明 Br2I2，B 错误；浓 HNO3受热分解，说明 HNO3不稳定，D 错误。 15.向 50 mL 稀 H2SO4与稀 HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉， 假 设加入铁粉的质量与
24、产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示， 且每一段只对应一个反应。下列说法正确的是( ) A开始时产生的气体为 H2 BAB 段发生的反应为置换反应 C所用混合溶液中 c(HNO3)0.5 mol L 1 D参加反应铁粉的总质量 m25.6 g 解析：选 D 向混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和 H 、NO 3反应生成 Fe 3和 NO； 当溶液中 NO 3完全被消耗之后，过量的铁能和 Fe 3反应生成 Fe2；当 Fe3完全反应之后， 过量的铁和稀硫酸反应生成 FeSO4和 H2。 由以上分析可知， 开始生成的气体是 NO， A 错误； AB 段的反应是铁和 Fe3 的反应，不是置换反应
25、，B 错误；A 点对应的气体是 NO，物质的量 是 0.05 mol，根据氮原子守恒可知，稀硝酸的物质的量浓度是0.05 mol 0.05 L 1.0 mol L 1，C 错 误；生成氢气的体积是 0.56 L，物质的量为 0.025 mol，所以反应中共转移电子 0.05 mol3 0.025 mol20.2 mol，参加反应的铁最终在溶液中以 Fe2 的形式存在，因此根据电子得 失守恒可知，消耗铁的物质的量是 0.1 mol，质量是 5.6 g，D 正确。 16一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。 回答下列问题： (1)氮的原子结构示意图为_。 (2)图中属于“氮的固定”的
26、是_(填字母，下同)；转化过程中发生非氧化还原 反应的是_。 (3)若“反应 h”是在 NO2和 H2O 的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物 质的量之比为_。 (4)若“反应 i”是在酸性条件下由 NO 3与 Zn 的作用实现，则该反应的离子方程式为 _ _。 解析：(1)N 位于第二周期A 族，其原子结构示意图为。 (2)氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮的化合物，根据循环图可知，属于氮的固 定的是 k 和 c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非 氧化还原反应的是 a 和 l。 (3)反应 h 的化学方程式为 3NO2H2O=2HNO3NO，HN
27、O3是氧化产物，NO 是还原 产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为 21。 (4)根据信息，ZnH NO 3 Zn 2N 2OH2O，根据电荷守恒、得失电子守恒以 及原子守恒得离子方程式为 4Zn2NO 310H =4Zn2N 2O5H2O。 答案：(1) (2)k 和 c a 和 l (3)21 (4)4Zn2NO 310H =4Zn2N 2O5H2O 17已知 SO2I22H2O=H2SO42HI，某化学兴趣小组选用下列实验装置，测定工 业原料气(含 SO2、N2、O2)中 SO2的含量。 (1)若原料气从左向右流向时，上述装置组装连接的顺序：原料气_(填 “a”“b”“c”“d”
28、“e”)。 (2)装置中发生反应的离子方程式为_ _； 当装置中出现_现象时，立即停止通气。 (3)若碘溶液的浓度为 0.05 mol L 1、体积为 20 mL，收集到的 N 2与 O2的体积为 297.6 mL(已折算为标准状况下的体积)，SO2的体积分数为_。 解析：(1)原料气先通过装置除去工业原料气中的 SO2后再利用、装置测量剩余 气体的体积，故气体的流向为 cdbae。(2)依据题目提供的 I2与 SO2发生反应的化学 方程式可知其离子方程式为 I2SO22H2O=4H SO2 42I ，当溶液中蓝色褪去时，表 明 I2与 SO2恰好完全反应。(3)由反应方程式可知： SO2 I
29、2 22 400 mL 1 mol V 0.05 mol L 10.020 L V22.4 mL 则 SO2的体积分数为 22.4 mL 22.4 mL297.6 mL100%7%。 答案：(1)cdbae (2)SO2I22H2O=4H SO2 42I 蓝色褪去 (3)7% 18 长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。 某化学兴趣小组通过实验来测定 某无水亚硫酸钠试剂的质量分数，设计了如图所示实验装置： 请回答下面的问题： (1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗，则应该怎样检查虚线框内装置的气密性？ _ _。 (2)D 装置中反应的化学方程式为_。B 装置 中反应的离子方程式为_。
30、(3)称量 a g Na2SO3样品放入锥形瓶中，向 B 装置反应后的溶液中加入足量的 BaCl2溶 液充分反应， 过滤、 洗涤、 干燥， 得白色沉淀 b g， 原样品中 Na2SO3的质量分数为_。 (4)C 装置中反应的离子方程式为_。 (5)现有以下试剂：蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液，请从中选择 合适试剂，设计一种不同的实验方法测定试样中无水亚硫酸钠质量分数： _ _。 解析：(3)b g 白色沉淀为 BaSO4，其物质的量为 b 233 mol，则原样品 a g 中含 Na2SO3也 为 b 233 mol，样品中 Na2SO3 的质量分数为126b 233a100%。 答案：(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a，由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形 瓶内液面，过一段时间观察液面是否变化，若不变，说明气密性良好，否则，说明装置漏气 (2)MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O Cl2SO22H2O=4H 2ClSO2 4 (3)126b 233a100% (4)Cl22OH =ClClOH 2O (5)称取一定质量的样品置于烧杯中， 加水溶解， 依次加入足量盐酸和 BaCl2溶液， 过滤， 洗涤，干燥，称量沉淀物的质量，计算即可(其他合理答案也可以)
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