第5章 化工生产中的重要非金属元素 分层练习 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第5章 化工生产中的重要非金属元素 分层练习 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册 一、单选题 1．2022世界人工智能大会于9月1日在上海举行，其主题为“智联世界元生无界”。下列在人工智能领域应用广泛的材料中属于金属材料的是（　　） A．聚偏氟乙烯人工皮肤 B．氮化硼半导体陶瓷 C．可降解硅酸铝陶瓷纤维 D．钛镍形状记忆合金 2．实验室用加热NH4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合物的方法制取少量的氨气，图中装置能达到相应的实验目的的是（　　） A．生成NH3 B．干燥NH3 C．收集NH3 D．吸收NH3尾气 3．下列气体中不能用浓硫酸干燥的是（　　） A．N2 B．SO2 C．NH3 D．Cl2 4．碳纳米管是由石墨烯卷曲成的单层或多层的直径为的中空管状结构。下列说法错误的是（　　） A．碳纳米管是一种胶体 B．石墨烯卷成管状结构发生了化学变化 C．石墨烯和碳纳米管互为同素异形体 D．根据碳纳米管的形状可推测它可能可以用作催化剂的载体 5．下列物质中属于耐高温非金属材料的是（　　） A．Na-K合金 B．S C．AlCl3 D．SiO2 6．赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是（　　） A．盐酸 B．烧碱 C．氢氟酸 D．纯碱 7．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是（　　） A． B． C． D． 8．在甲、乙两烧杯的溶液中，分别含有大量的Ba2+、Na+、H+、Cl-、CO、OH-6种离子中的3种，已知甲烧杯的溶液呈酸性，则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是（　　） A．Ba2+、Na+、H+ B．Ba2+、H+、Cl- C．Na+、CO32-、OH- D．Cl-、CO32-、OH- 9．室温下，下列各组离子一定能与指定溶液大量共存的是（　　） A．无色透明溶液：Na+、Cu2+、SO、Cl- B．pH=1的溶液：Na+、K+、SO、NO C．使酚酞变红色的溶液：NH、K+、Br-、CO D．0.1mol·L-1的NaNO3溶液：K+、Ba2+、Cl-、OH- 10．存在大量OH-、Cl-和Ca2+的溶液中还能大量存在（　　） A．Al3+ B．Fe3+ C． D．Ba2+ 11．有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含硫酸的浓度为2mol·L-1，含硝酸的浓度为1mol·L-1，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为（　　） A．224 mL B．166 ml C．112 mL D．89.5mL 12．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　） A．澄清透明的溶液中： K+、NO、SO、Fe3+ B．无色溶液中：Na+、K+、MnO、SO C．加铝粉产生氢气的溶液中：NH、K+、SO、HCO D．能使蓝色石蕊试纸变红的溶液中：Mg2+、Fe3+、SO、I- 13．下列各组离子在给定条件下能大量共存的是（　　） A．在pH＝1溶液中：NH4＋、K＋、ClO-、Cl－ B．有SO42-存在的溶液中：Na＋、Mg2＋、Cu2＋、I- C．有NO3—存在的强酸性溶液中：NH4＋、Ba2＋、Fe2＋、Br - D．在c(H＋) ＝1.0×10—13mol/L的溶液中：Cu2＋、S2-、AlO2-、SO32- 14．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是（　　）。 A．能使某些色素褪色，可用作漂白剂 B．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 C．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维 D．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化 15．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　） A．无色透明的溶液中： 、 、 、 B． =1×10-12的溶液中：K+、 、 、 C． 的溶液中： 、 、 、 D．能使甲基橙变红的溶液中： 、 、 、 16．关于浓硫酸的下列叙述中正确的是（　　） A．在常温下浓硫酸可以用铝制或铁制的容器盛装 B．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成是因为浓硫酸有吸水性 C．浓硫酸在酯化反应中的作用是催化剂、脱水剂 D．浓硫酸有强氧化性，不能用来干燥SO2气体 17．化学与生产、生活密切相关。下列与化学相关的说法合理的是（　　） A．分子筛、青花瓷、黏土、玛瑙、硅石的主要成分都是硅酸盐 B．碳氢化合物与氮氧化物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾 C．硅酸钠俗称水玻璃，可用作木材防火剂 D．二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮料中 18．对下列粒子组在水溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是（　　） 选项 粒子组 判断和分析 A Cl2、K+、CO、NO 能大量共存，粒子间不反应 B SO2、Na+、Ca2+、 Cl- 能大量共存，粒子间不反应 C H+、K+、S2-、SO 不能大量共存，主要发生反应：3S2-+SO+8H+= 4S↓+ 4H2O D NH3·H2O、Na+、Al3+、 Cl- 不能大量共存，主要发生反应：Al3++4NH3·H2O= AlO+4NH+2H2O A．A B．B C．C D．D 19．按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ中试管内的反应，体现的氧化性 B．Ⅱ中品红溶液褪色，体现的还原性 C．在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象 D．撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去 20．下列表述中正确的是（　　） ①提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 ②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 ④光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A．①②③ B．②④ C．①③⑤ D．③④⑤ 二、综合题 21．含有不同价态硫元素的物质之间的转化在工业生产中具有重要的应用。 （1）硫酸是重要的基础化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下： ①工业上常以黄铁矿(FeS2)为原料来制备SO2，配平该反应的化学方程式　 　 FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2 ②写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式　 　。 ③硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨。下列物质中，能吸收SO2的有　 　(填字母)。 A．氨水B．酸性KMnO4溶液C．生石灰D．Na2CO3溶液 （2）石油加氢精制和天然气净化等过程产生有毒的H2S，直接排放会污染空气。工业上用克劳斯工艺处理含H2S的尾气，并获得硫单质，流程如下： ①反应炉中发生反应：2H2S+3O22SO2+2H2O ②催化转化器中发生反应的化学方程式　 　。 ③为了提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率为　 　(填字母)。[转化率=反应的n(A)/起始的n(A)] A． B． C．D.1 22．如图所示，室温下向盛有3.0mL NO的试管中缓缓通入1.5mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。 试回答下列问题： （1）写出观察到的现象(可不写满，也可补充)： ①　 　； ②　 　； ③　 　。 （2）上述过程中发生反应的化学方程式有　 　。 （3）最终试管中剩余的气体是　 　，体积为　 　。 23．某化学兴趣小组利用下列实验装置制备并研究 SO2 的性质，请按要求回答下列问题（夹持装置和 A 中加热装置已省略）。 操作步骤择要如下： Ⅰ．打开活塞 K，先通入一段时间 N2，再关闭活塞 K，加热 A 一段时间； Ⅱ．A 中不再产生气体后，停止加热，打开活塞 K，缓慢通入氮气直至 A 装置冷却。 （1）装有 Cu 粒的仪器名称是　 　。 （2）实验室可用亚硫酸钠与浓硫酸制取 SO2，该化学方程式是　 　。 （3）下列说法正确的是（　　） A．装置应在加入药品后检验装置气密性 B．操作Ⅱ中继续通入氮气可以避免溶液出现倒吸 C．装置 A 中的浓硫酸体现出了强氧化性、酸性 D．装置 B 和装置 D 中都出现了褪色，是因为 SO2 有漂白性 （4）装置 C 中出现白色浑浊，请用离子方程式解释原因：　 　。 24．除去工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法。原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。 （1）（一）提供的装置 (二)NH3的制取 下列有关实验室制备氨气的说法正确的有　 　(填序号) ①用氮气与氢气反应制取氨气 ②用排饱和食盐水的方法收集氨气 ③实验室制氨气有时需要加热，有时不需要加热 ④用无水氯化钙干燥氨气 （2）若选择装置G制取氨气，则分液漏斗中盛装的液体试剂是　 　。 （3）若选择装置C制取氨气，则反应的化学方程式是　 　。 （4）(三)模拟尾气的处理 选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题： A装置中反应的离子方程式为　 　。 （5）D装置中的液体可换成 (填字母)。 A．H2O B．CCl4 C．浓硫酸 （6）该同学所设计的模拟尾气处理实验存在的明显缺陷是　 　。 25．自然界的氮循环如图所示，回答下列问题。 （1）①、②、③中，属于氮的固定的是　 　。 （2）如图为N2转化为HNO3的流程。 N2NONO2HNO3 ①N2转化为NO的化学方程式是　 　。 ②NO2转化为HNO3的反应中，NO2体现　 　性。 （3）N2也可以转化为NH3，写出工业合成氨的化学方程式　 　。 （4）任意写出一个以稀硝酸为原料，制备KNO3的反应的化学方程式　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A．聚偏氟乙烯人工皮肤属于有机高分子材料，不符合题意； B．氮化硼半导体陶瓷属于无机非金属材料，不符合题意； C．可降解硅酸铝陶瓷纤维属于无机非金属材料，不符合题意； D．钛镍形状记忆合金属于金属材料，符合题意； 故答案为：D。 【分析】 金属材料指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。 2．【答案】D 【解析】【解答】A．加热NH4Cl 和 Ca(OH)2固体混合物的试管口应略向下倾斜，以免生成的水回流到试管底部炸裂试管，故A不符合题意； B．氨和硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，可以用装在干燥管里的碱石灰，故B不符合题意； C．氨的密度小于空气，可以用向下排空气法收集，但圆底烧瓶不能塞上塞子，应在瓶口放一团棉花，故C不符合题意； D．氨极易溶于水，为了防止倒吸，可以用球形干燥管吸收氨尾气，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.加热固体试管应向下倾斜； B.氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥； C.圆底烧瓶不能塞上塞子。 3．【答案】C 【解析】【解答】浓硫酸具有强氧化性和酸性，不能干燥具有碱性或较强还原性的气体。氮气、二氧化硫、氯气与浓硫酸均不反应，可以用浓硫酸干燥，氨气是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，应该用碱石灰干燥， 故答案为：C。 【分析】浓硫酸具有酸性和强氧化性，不能干燥碱性(如氨气)或具有较强还原性(如硫化氢)的气体，可以干燥中性或酸性气体，据此解答。 4．【答案】A 【解析】【解答】A．碳纳米管是碳的单质，而胶体是混合物，A项符合题意； B．石墨烯和碳纳米管是两种结构不同的单质，所以石墨烯卷成管状结构发生了化学变化，B项不符合题意； C．石墨烯和碳纳米管都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，C项不符合题意； D．碳纳米管具有中空管状结构，可以支撑催化剂活性组分，使活性组分得到分散，因此可推测它可能可以用作催化剂的载体，D项不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A、碳纳米管是碳的单质，胶体是混合物； B、结构不同，是发生化学变化； C、同种元素的不同单质是同素异形体； D、碳纳米管具有中空管状结构，可以支撑催化剂活性组分，使活性组分得到分散。 5．【答案】D 【解析】【解答】A：Na-K合金属于金属材料，故A不符合题意； B：S的熔点为113℃，不耐高温，故B不符合题意； C：AlCl3熔沸点低，不耐高温，故C不符合题意； D：SiO2是共价晶体，具有高熔沸点 ，属于耐高温非金属材料，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】金属材料包括纯金属和它们的合金。 S的熔点为113℃。 AlCl3熔沸点低，在178℃升华。 SiO2是共价晶体，具有高熔沸点 。 6．【答案】C 【解析】【解答】赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，玻璃成分中的二氧化硅会与氢氟酸反应，故C符合题意。 故答案为C。 【分析】玻璃可以用氢氟酸进行刻蚀。 7．【答案】C 【解析】【解答】A．氮气和氢气化合生成氨气，氨气和氯化氢生成氯化铵，故A不符合题意； B．氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气，氨气与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀，故B不符合题意； C．氮气和氧气放电生成一氧化氮气体，一氧化氮和水不反应，故C符合题意； D．碳和浓硝酸加热反应生成二氧化碳气体，过量二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.氮气和氢气生成氨气，氨气和氯化氢生成氯化铵； B.氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气，氨气和氯化镁溶液反应生成氢氧化镁； C.NO与水不反应； D.C和浓硝酸反应生成二氧化碳，过量二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠。 8．【答案】C 【解析】【解答】甲烧杯的溶液呈酸性，说明甲烧杯溶液中含有H+，由于H+与CO32-、OH-不能大量共存，则乙烧杯溶液中含有CO32-、OH-，由于CO32-与Ba2+不能大量共存，所以甲烧杯中含有Ba2+。根据溶液中正负电恒守恒，则乙烧杯中还含有Na+，甲烧杯中含有Cl-，所以乙烧杯的溶液中大量存在的离子是Na+、CO32-、OH-； 故答案为：C。 【分析】判断离子之间是否能大量共存，主要看离子之间是否发生反应。若离子之间反应生成气体、沉淀、弱电解质或发生氧化还原反应、络合反应、双水解反应等时，离子之间不可大量共存。 9．【答案】D 【解析】【解答】A．Cu2+在水溶液中呈蓝色，则无色透明溶液中不可能含有大量的Cu2+，A不合题意； B．pH=1的溶液即含有大量的H+，H+与SO反应生成SO2和H2O，且H+、SO、NO三者之间由于发生氧化还原反应而不能大量共存，B不合题意； C．使酚酞变红色的溶液含有大量的OH-，OH-+NH=NH3‧H2O，C不合题意； D.0.1mol·L-1的NaNO3溶液中的Na+、NO和K+、Ba2+、Cl-、OH-之间不反应，可以大量共存，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.无色透明溶液中不存在有色离子； B.NO 在酸性条件下具有强氧化性，与 SO 不能共存； C.使酚酞变红的溶液呈碱性， NH 和OH-不共存； D.离子间相互不反应能共存。 10．【答案】D 【解析】【解答】A．OH-与Al3+生成白色沉淀，不能共存，A不符合题意； B．OH-与Fe3+生成红褐色沉淀，不能共存，B不符合题意； C．Ca2+与 反应生成白色沉淀，不能共存，C不符合题意； D．OH-、Ca2+、Cl-和Ba2+均能共存，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A．铝离子与氢氧根离子反应； B．铁离子与氢氧根离子反应； C．碳酸根离子与钙离子生成碳酸钙沉淀； D．钡离子不与题干中3种离子反应。 11．【答案】A 【解析】【解答】由题意可知，n(HNO3)=1mol/L×0.02L=0.02mol，n(H2SO4)=2mol/L×0.02L=0.04mol，、n(H+)=n(HNO3)+2n(H2SO4)=0.02mol+0.04mol×2=0.1mol，n(Cu)= ，发生反应：3Cu+8H++2NO =3Cu2++2NO +4H2O，根据方程式分析，铜完全反应需要氢离子为0.04mol，需要硝酸根离子的物质的量为0.01mol，则硝酸根离子和氢离子都有剩余，反应生成的一氧化氮由铜进行计算，根据反应方程式计算可知，生成的NO的物质的量为0.01mol，故标准状况下体积为 ； 故答案为：A。 【分析】该过程要用离子反应来进行计算，虽然硫酸与铜不反应，但是硫酸提供氢离子，根据铜、硝酸根、氢离子的量的关系，判断过量和少量，根据少量的还进行计算 12．【答案】A 【解析】【解答】A．选项所给离子能大量共存且溶液澄清透明，A符合题意； B．含的溶液显紫红色，不满足无色溶液条件，B不符合题意； C．加Al产生H2可能为酸性或碱性溶液，由，知C不符合题意； D．由2Fe3++2I-=I2+2Fe2+，知D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】考查离子共存，即离子之间不会发生反应，则共存，还需要注意给定条件，在无色溶液中不存在有色离子，还需要注意溶液的酸碱性。 13．【答案】B 【解析】【解答】A.pH=1溶液中存在大量的H+，H+与ClO-形成弱电解质HClO，不可大量共存，A不符合题意； B.溶液中的各离子相互间不发生反应，可大量共存，B符合题意； C.NO3-在酸性条件下具有氧化性，能将溶液中的Fe2+氧化，不可大量共存，C不符合题意； D.c(H+)=1.0×10-13mol/L的溶液显碱性，OH-能与溶液中的Cu2+形成Cu(OH)2沉淀，不可大量共存，D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A.pH=1溶液中存在大量的H+； B.溶液中的离子相互间不发生反应； C.NO3-在酸性条件下具有氧化性； D.c(H+)=1.0×10-13mol/L的溶液显碱性； 14．【答案】C 【解析】【解答】A.二氧化硫可使有机物色素褪色，因此可做漂白剂，故A不符合题意； B.过氧化钠与水和二氧化碳反应得到氧气，因此可做潜水艇的供养剂，故B不符合题意； C.晶体硅是介于导电和绝缘体之间，因此可做半导体材料，故C符合题意； D.维生素具有还原性，因此可做食品抗氧化，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】A.二氧化硫具有漂白性主要是可与有机色素结合形成无色物质； B.过氧化钠与二氧化碳反应得到氧气可做供养剂； C.晶体硅做半导体主要是导电性介于导体和半导体之间； D.维生素具有还原性可做食品抗氧化剂。 15．【答案】B 【解析】【解答】A. 含有Fe3+的溶液呈黄色，不符合无色条件，且Fe3+、SCN−发生络合反应而不能大量共存，A项不符合题意； B. =1×10-12的溶液，呈碱性，这几种离子之间不反应且都不与氢氧根离子反应，所以能大量共存，B项符合题意； C. Fe2+、MnO4−发生氧化还原反应而不能大量共存，C项不符合题意； D. 能使甲基橙溶液变红色，说明溶液呈酸性，HCO3−能和氢离子反应生成二氧化碳和水而不能大量共存，D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.铁离子是有色离子； B.该溶液为碱性溶液； C.亚铁离子有还原性，能被高锰酸钾溶液氧化； D.使甲基橙变红色的溶液呈酸性，碳酸氢根李子玉氢离子反应。 16．【答案】A 【解析】【解答】A.铁和铝常温下在浓硫酸钝化，因此可以用来盛装浓硫酸，故A符合题意 B. 蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成是因为浓硫酸有脱水性，故B不符合题意 C. 浓硫酸在酯化反应中的作用是催化剂、吸水剂，故C不符合题意 D. 浓硫酸有强氧化性，但是能用来干燥SO2气体，故D不符合题意 故答案为：A 【分析】A.浓硫酸具有氧化性常温下在铁或铝表面形成致密的氧化物薄膜阻碍反应进一步发生，可用来盛装浓硫酸 B.浓硫酸剧透脱水性，将氢原子和氧原子按照个数比2：1进行脱去 C.酯化反应是可逆反应，浓硫酸做催化剂，同时吸水促使反应向右进行 D.浓硫酸不能干燥碱性气体如氨气，可以干燥酸性气体和中性气体 17．【答案】B 【解析】【解答】A.玛瑙、硅石的主要成分为二氧化硅，A不符合题意； B.光化学烟雾是由于碳氢化合物与氮氧化物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，B符合题意； C.硅酸钠的水溶液称为水玻璃，C不符合题意； D.二氧化硫可用于食品添加剂，食品中添加适量二氧化硫可起到漂白、防腐和抗氧化作用，如葡萄酒中添加适量二氧化硫，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析B.光化学烟雾形成： 光化学烟雾污染，是指汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光作用下，发生光化学反应生成二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，是碳氢化合物在紫外线作用下生成的有害浅蓝色烟雾。 18．【答案】B 【解析】【解答】A．氯气与水反应生成HCl和HClO，HCl与碳酸根不能共存，A不符合题意； B．所有离子之间均不反应，可共存，B符合题意； C．氢离子与硫离子之间会发生反应生成硫化氢，离子方程式为：，C不符合题意； D．铝离子与一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀，，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A.氯气溶于水生成盐酸和次氯酸， CO与H+不能大量共存； C.S2-结合H+生成H2S； D.氢氧化铝不溶于氨水。 19．【答案】C 【解析】【解答】A、装置Ⅰ中稀硫酸提供H＋反应后生成H2O，因此反应过程中体现了H＋的酸性，A不符合题意。 B、装置Ⅱ中品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性，B不符合题意。 C、装置Ⅰ和装置Ⅲ都反应生成了S，因此都产生了淡黄色浑浊，C符合题意。 D、撤去水浴加热后，重新实验，则SO2逸出的量减少，装置Ⅳ中溶液红色褪去变慢，D不符合题意。 故答案为：C 【分析】装置Ⅰ中发生反应S2O32－＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O，烧杯中的热水，可促使SO2逸出。SO2加入装置Ⅱ中，使得品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性。SO2进入装置Ⅲ中，SO2将Na2S溶液中S2－氧化成S，体现了SO2的氧化性。最后SO2进入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色褪去，体现了SO2酸性氧化物的性质；同时也进行了尾气处理，防止SO2逸出，造成空气污染。 20．【答案】C 【解析】【解答】①水泥是传统的无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故①符合题意；②玛瑙的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②不符合题意；③氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物，属于新型无机非金属材料，故③符合题意；④光导纤维的主要成分是二氧化硅，二氧化硅性质稳定，耐腐蚀，故④不符合题意；⑤硅是良好的半导体，太阳能电池的主要成分是硅单质，太阳能是清洁能源，故⑤符合题意； 故答案为C。 【分析】①依据水泥的成分是硅酸盐分析； ②依据玛瑙的成分是晶体二氧化硅的存在形式分析判断； ③依据氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷的成分是无机化合物分析； ④依据光导纤维的主要成分是二氧化硅的特性分析判断； ⑤依据晶体硅可以制太阳能电池分析. 21．【答案】（1）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；2SO2+O22SO3；ABCD （2）SO2+2H2S3S+2H2O；A 【解析】【解答】(1)①假设FeS2中铁、硫元素的化合价依次为+2价、-1价，反应后价态分别升高1、5价，氧气由0价降低到-2价；1molFeS2完全反应，共转移电子11mol，1mol氧气完全反应，转移电子4mol，根据电子得失守恒，FeS2的化学计量数4，O2的化学计量数11，根据原子守恒配平其它物质，所以该反应的化学方程式：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2； ②催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式：； ③二氧化硫属于酸性氧化物，能够与碱、碱性氧化物、显碱性的盐溶液发生反应，二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以能吸收SO2的有A.氨水，B.酸性KMnO4溶液，C.生石灰，D.Na2CO3溶液， 故答案为：ABCD； (2)②在克劳斯工艺中，催化转化器中二氧化硫将H2S氧化为硫单质，反应的化学方程式：SO2+2H2S3S+2H2O； ③为了提高H2S转化为S的比例，催化转化器中硫化氢与二氧化硫应恰好完全反应；假设催化转化器中参加反应的硫化氢的物质的量为为2mol，二氧化硫的物质的量为1mol，即反应炉中需要生成1mol二氧化硫，反应炉中参加反应的硫化氢的物质的量为1mol，所以理论上应控制反应炉中H2S的转化率为； 故答案为：A。 【分析】(1)①根据电子得失守恒，原子守恒配平； ②注意反应条件及可逆反应； ③依据二氧化硫有酸性、还原性分析； (2)②依据催化转化器中二氧化硫将H2S氧化为硫单质； ③反应恰好完全时转化率最大。 22．【答案】（1）通入O2，试管内气体由无色变为红棕色；试管内液面上升；试管内剩余无色气体 （2）2NO+O2=2NO2、3NO2 +H2O=2HNO3+NO （3）NO；1.0mL 【解析】【解答】(1)通入的O2与NO恰好发生反应生成NO2：2NO+O2=2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体体积减小，所以会看到试管内液面上升；最终NO有剩余，所以试管内剩余无色气体；(2)上述过程中发生反应的化学方程式有2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO；(3)设1.5mL O2全部参加反应，由总反应 可知，V反应(NO) = ，而NO的总体积是3.0mL，故剩余NO气体的体积是1.0mL。 【分析】(1)通入的O2与NO恰好发生反应生成NO2，发生反应方程式是2NO+O2=2NO2，生成的NO2溶于水，发生反应的方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO，最终NO有剩余。 23．【答案】（1）蒸馏烧瓶 （2）Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O （3）B；C （4）2Fe3++SO2+2H2O+Ba2+=2Fe2++4H++BaSO4↓或 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4H+ + SO2－（0.5分）、SO2－ + Ba2+ = BaSO4↓ 【解析】【解答】（1）图示盛放Cu粒的仪器为蒸馏烧瓶； （2）浓硫酸能与Na2SO3反应生成Na2SO4、H2O和SO2，该反应的化学方程式为： Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O； （3）A、实验时应先检查装置的气密性，再加入药品，A不符合题意； B、操作Ⅱ中继续通入氮气，可维持装置内压强较大，防止由于压强减小而发生倒吸，B符合题意； C、装置A中发生反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，过程中体现了浓硫酸的强氧化性和酸性，C符合题意； D、装置B中品红溶液褪色，是由于SO2与品红中的有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质，体现了SO2的漂白性，而装置D中溶液褪色，是由于SO2与NaOH反应，使得溶液碱性减小，溶液褪色，不体现SO2的漂白性，D不符合题意； 故答案为：BC （4）装置C中Fe3＋具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－，与Ba2＋形成BaSO4沉淀，该反应的离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O+Ba2+=2Fe2++4H++BaSO4↓； 【分析】（1）根据图示装置确定仪器名称； （2）浓硫酸能与Na2SO3反应生成Na2SO4、H2O和SO2，据此写出反应的化学方程式； （3）A、根据实验步骤分析； B、继续通入氮气可使得装置内压强恒定； C、根据浓硫酸发生的反应进行分析； D、根据B、D中发生的反应进行分析； （4）装置C中Fe3＋具有氧化性，能将SO2氧化成SO42－，与Ba2＋形成BaSO4沉淀，据此写出反应的离子方程式； 24．【答案】（1）③ （2）浓氨水 （3）2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O （4）3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O （5）B （6）NO直接排放，缺少尾气吸收装置；同时装置F含吸收部分NO2 【解析】【解答】（1）①氮气与氢气的反应为可逆反应，且反应需要催化剂和高温高压， 不适宜实验室制取氨气，不符合题意； ②氨气能溶于饱和食盐水中，不能用排饱和食盐水的方法收集氨气，不符合题意； ③实验室用加热熟石灰和氯化铵的方法或用浓氨水与生石灰反应，都可制得氨气，前者需要加热，后者不需要加热，符合题意； ④氨气能与氯化钙反应生成CaCl2·8NH3，故不能用无水氯化钙干燥氨气，不符合题意； 故答案为：③ （2）G装置为固液常温型装置，可用浓氨水和生石灰反应制取氨气，因此分液漏斗内装的液体试剂为浓氨水； （3）C装置为固固加热型装置，可用熟石灰和氯化铵固体共热制氨气，该反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑； （4）A装置中试剂为铜片和稀硝酸，二者反应生成可溶性Cu(NO3)2、NO和H2O，该反应的离子方程式为：3Cu＋2NO3－＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； （5）D装置中饱和氨水可使气体混合均匀，同时还可以调节气体流速，因此代替的液体，要求也能起到相同的作用； A、氨气极易溶于水，故不能用水代替，A不符合题意； B、氨气不溶于CCl4，可用CCl4代替，B符合题意； C、氨气能与浓硫酸反应，不可用浓硫酸代替，C不符合题意； 故答案为：B （6）该装置中NO无法被吸收，直接排放，由于NO是一种有毒气体，直接排放会造成空气污染；因此该装置存在的缺陷是NO直接排放，缺少尾气吸收装置；同时F装置含吸收部分NO2； 【分析】（1）根据氨气的制备和性质进行分析； （2）结合氨气的制备分析； （3）装置C为固固加热型装置，结合氨气的制备原理和装置进行分析； （4）结合装置内试剂发生的反应，书写反应的离子方程式； （5）根据装置D的作用进行分析； （6）缺少尾气处理装置； 25．【答案】（1）①、② （2）；氧化和还原 （3） （4） 【解析】【解答】（1）①、②、③中，属于氮的固定的是①和②属于非生物固氮，故答案为①、②。 （2）①N2和O2生成NO，化学方程式为；故答案为。 ②NO2转化为HNO3，反应方程式为，N元素化合价从+4价变为+2价和+5价；即表现出氧化性也表现出还原性；故答案为氧化和还原。 （3）N2也可以转化为NH3，工业合成氨的化学方程式为； （4）稀硝酸为原料，制备KNO3；可用稀硝酸与强氧化钾反应；化学方程式为；故答案为。 【分析】（1）氮的固定指的是将氮元素由单质转化为化合物； （2） ① 氮气和氧气在放点后置高温下生成一氧化氮； ② 二氧化氮中氮元素化合价有升有将，既体现为氧化性，又体现为还原性； （3）氮气和氢气在高温高压催化剂的条件下生成氨气； （4）硝酸和氢氧化钾反应生成硝酸钾和水。 学科网（北京）股份有限公司 $$