专题6 非金属元素及其化合物的性质-【十年高考】备战2025年高考化学真题分类解析与应试策略（Word版）

专题六　非金属元素及其化合物的性质 考点 2015-2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 12.碳、硅及其化合物的性质 1 4 2 2 0 3 0 3 0 2 0 0 3 14 13.卤素单质及其化合物的性质 1 5 1 3 0 0 0 1 0 2 0 1 2 12 14.硫及其化合物的性质和环境保护 1 6 0 2 0 6 0 2 0 5 0 3 1 24 15.氮及其化合物的性质 0 4 1 1 0 1 0 2 0 4 0 1 1 13 命题分析与备考建议 本专题主要考查:(1)以实验设计为中心考查氯及其化合物的实验及综合应用;(2)通过元素推断、化学实验、框图推断题等形式考查硫及其化合物的知识以及氧化还原反应的基本原理;(3)氮及其化合物的性质应用和硝酸与金属反应的计算,以推断填空题和实验填空题形式考查氮及其化合物间的转化和氨气的制备及性质;(4)Si、SiO2的性质和用途。预计在今后的高考中,与物质制备或分离提纯的工艺流程、化学实验相结合,元素及其化合物的性质、转化和检验命题概率较大。复习备考时要特别关注元素及其化合物的性质与氧化还原反应知识的结合。 考点12碳、硅及其化合物的性质　 　　高考对碳、硅及其化合物的性质的考查主要体现在以下三个方面:(1)结合STSE,以能源、温室效应等为背景,考查碳、硅及其重要化合物的性质、用途;(2)结合化学反应原理,考查碳酸、草酸与碱的滴定图像及盐类水解的应用;(3)结合无机化工工艺流程,考查二氧化硅或硅酸盐的性质。 1.(2023·辽宁,3,3分,难度★★)下列有关物质的工业制备反应错误的是 (　A　) A.合成氨:N2+3H22NH3 B.制HCl:H2+Cl22HCl C.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑ D.冶炼镁:2MgO2Mg+O2↑ 解析 MgO熔点高,冶炼镁采取电解熔融氯化镁:MgCl2Mg+Cl2↑,D项错误。 2.(2023·湖北,3,3分,难度★★★)工业制备高纯硅的主要过程如下: 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 下列说法错误的是 (　B　) A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑ B.1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D.生成SiHCl3的反应为熵减过程 解析 高温下C与SiO2反应生成Si和CO,A正确;Si晶体中每个Si连接4个Si原子,每个Si形成共价键数目为4×=2,则1 mol Si含Si—Si键数目为2×6.02×1023,B错误;SiHCl3能与水反应,H2与O2在高温下容易发生爆炸危险,故应除去HCl和H2中的水和氧气,C正确;生成SiHCl3的反应为Si+3HClSiHCl3+H2,该反应是气体分子数减小的反应,故该过程熵减,D正确。 3.(2022·河北,1,3分,难度★)定窑是宋代五大名窑之一,其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 (　A　) A.传统陶瓷是典型的绝缘材料 B.陶瓷主要成分为SiO2和MgO C.陶瓷烧制的过程为物理变化 D.白瓷的白色是因铁含量较高 解析 陶瓷是良好的绝缘体,传统陶瓷是典型的绝缘材料,常用作高压输电线路和变压器的配件,A项说法正确;陶瓷的主要成分为硅酸盐,而不是SiO2和MgO,B项说法错误;陶瓷烧制过程中发生复杂的物理变化和化学反应,有新物质生成,包含化学变化,C项说法错误;由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色,故陶瓷中含铁量越多,陶瓷的颜色越深,白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含铁,D项说法错误。 　　阅读下列材料,完成下题: 周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛。甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ·mol-1),是常见燃料;Si、Ge是重要的半导体材料,硅晶体表面SiO2能与氢氟酸(HF,弱酸)反应生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全电离为H+和Si);1885年德国化学家将硫化锗(GeS2)与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗;我国古代就掌握了青铜(铜—锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料。 4.(2022·江苏,6,3分,难度★★)下列化学反应表示正确的是 (　A　) A.SiO2与HF溶液反应:SiO2+6HF2H++Si+2H2O B.高温下H2还原GeS2:GeS2+H2Ge+2H2S C.铅蓄电池放电时的正极反应:Pb-2e-+SPbSO4 D.甲烷的燃烧:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=890.3 kJ·mol-1 解析 由材料中的信息可知,二氧化硅与氢氟酸反应生成强酸H2SiF6和水,反应的离子方程式为SiO2+6HF2H++Si+2H2O,故A正确;硫化锗与氢气共热反应时,氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢,硫化氢高温下分解生成硫和氢气,总反应的化学方程式可表示为GeS2Ge+2S,故B错误;铅蓄电池放电时,二氧化铅为正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O,故C错误;由材料中信息可知,1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量890.3 kJ,反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1,故D错误。 5.(2022·广东,12,4分,难度★★★)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是 (　A　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO2可制作光导纤维 B 利用海水制取溴和镁单质 Br-可被氧化,Mg2+可被还原 C 石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃 D FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体 FeCl3可用作净水剂 解析 使用焦炭和石英砂可以制取粗硅,二氧化硅可制作光导纤维,两种说法均正确,但二者无因果关系,A项符合题意。由于溴离子可被氧化,因此可用氧化剂将溴离子氧化为溴单质;电解熔融的氯化镁,镁离子在阴极得电子被还原可得到镁单质,B项不符合题意。石油裂解产生的乙烯等不饱和烃可以与溴单质发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,C项不符合题意。氯化铁水解可生成氢氧化铁胶体,胶体可以吸附水中悬浮的杂质并形成沉淀,因此氯化铁可用作净水剂,D项不符合题意。 6.(2021·福建,1,4分,难度★★)建盏是久负盛名的陶瓷茶器,承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏,下列说法错误的是 (　C　) A.高温烧结过程包含复杂的化学变化 B.具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点 C.制作所用的黏土原料是人工合成的 D.属硅酸盐产品,含有多种金属元素 解析 高温烧结过程是许多物理变化和化学变化的综合过程,A项说法正确;陶瓷是经高温烧结成的硅酸盐产品,具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点,B项说法正确;黏土是由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成的,不是人工合成的,C项说法错误;生产陶瓷的主要原料是黏土,陶瓷属硅酸盐产品,含有多种金属元素,D项说法正确。 7.(2021·浙江,9,2分,难度★★)下列说法不正确的是 (　A　) A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐 B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁 C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气 D.常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化 解析 硅酸钠是一种可溶于水的硅酸盐,其水溶液俗称水玻璃,A项说法错误;镁在空气中燃烧,可以与氧气、氮气反应生成MgO和Mg3N2,B项说法正确;钠与水剧烈反应生成NaOH和氢气,C项说法正确;常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸会在其表面生成致密的氧化膜,阻止内层金属继续反应,称之为钝化,D项说法正确。 8.(2021·湖北,1,3分,难度★★)“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是(　A　) A.CO2是Ⅴ形的极性分子 B.CO2可催化还原为甲酸 C.CO2晶体可用于人工增雨 D.CO2是侯氏制碱法的原料之一 解析 CO2的中心原子C的价层电子对数为2,无孤电子对,CO2的空间构型为直线形,其正电中心和负电中心重合,为非极性分子,A项说法错误;CO2可以在催化剂作用下被H2还原为甲酸,B项说法正确;固态二氧化碳(干冰)升华时吸热,可用于人工增雨,C项说法正确;侯氏制碱过程中发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3+NH4Cl,CO2是生产原料之一,D项说法正确。 9.(2020·全国2,9,6分,难度★★★)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是(　C　) A.海水酸化能引起HC浓度增大、C浓度减小 B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少 C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCH++C D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境 解析 当酸化时,促使平衡H++CHC,CaCO3Ca2++C均向右移动,A、B两项叙述正确;CO2引起海水酸化是由H2CO3的一级电离引起的:H2CO3HC+H+,C项叙述错误;使用太阳能和氢能等新能源可以减少CO2的排放,D项叙述正确。 10.(2020·全国2,11,6分,难度★★★★)据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是 (　C　) A.OH-参与了该催化循环 B.该反应可产生清洁燃料H2 C.该反应可消耗温室气体CO2 D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化 解析 分析反应历程,找到催化剂的最初形态:Fe(CO)5,即,可将其看成整个反应循环的起点。在这个反应过程中,OH-首先与Fe(CO)5反应,A项叙述正确;该反应过程中有H2放出,B项叙述正确;反应过程中吸收CO,释放出了CO2,C项叙述错误;对含铁粒子进行分析,含铁粒子中铁的成键数目有4、5、6三种,D项叙述正确。 11.(2020·山东,4,2分,难度★★★)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　C　) A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6 B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度 C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4 D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p π键 解析 A项,键长C—C<Si—Si、C—H<Si—H,所以键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,则C2H6的稳定性>Si2H6;B项,金刚石与SiC均属于共价(原子)晶体,具有很高的硬度;C项,C与Si在同一主族,非金属性C>Si,故CH4的还原性弱于SiH4,C项论述错误;D项,π键是p轨道肩并肩重叠形成的,由于Si的原子半径较大,所以Si原子间难以形成p-p π键。 12.(2020·浙江,24,2分,难度★★★)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是 (　D　) A.可发生反应:Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O B.具有吸水性,需要密封保存 C.能与SO2反应生成新盐 D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为SiO2 解析 Ca3SiO5可写作3CaO·SiO2,则其与NH4Cl加热时可发生反应,得到CaSiO3、CaCl2、NH3和H2O,A项说法正确;Ca3SiO5有吸水性,易板结,应密封保存,B项说法正确;SO2对应的酸为H2SO3,为中强酸,SO2能与Ca3SiO5反应生成新盐CaSO3,C项说法正确;Ca3SiO5与盐酸反应会生成难溶于水H2SiO3,而不是SiO2,D项说法错误。 13.(2019·全国1,7,6分,难度★★)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　A　) A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 解析 氧化铁为红棕色,因此瓷器的青色不是来自氧化铁,A项说法错误;陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料,经高温烧结而成的,其化学性质稳定,耐酸碱侵蚀抗氧化,B、C、D三项说法正确。 14.(2019·浙江,8,2分,难度★)下列说法不正确的是 (　B　) A.液氯可以储存在钢瓶中 B.天然气的主要成分是甲烷的水合物 C.天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅 D.硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等 解析 A项,液氯在常温下不与铁反应,因此液氯可以储存在钢瓶中,所以正确,不符合题意;B项,天然气的主要成分是甲烷,所以错误,符合题意;C项,天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅,所以正确,不符合题意;D项,自然界中存在着硫单质、硫化物和硫酸盐等,所以正确,不符合题意。 15.(2019·浙江,20,2分,难度★★★)在温热气候条件下,浅海地区有厚层的石灰石沉积,而深海地区却很少。下列解析不正确的是 (　D　) A.与深海地区相比,浅海地区水温较高,有利于游离的CO2增多、石灰石沉积 B.与浅海地区相比,深海地区压强大,石灰石岩层易被CO2溶解,沉积少 C.深海地区石灰石岩层的溶解反应为:CaCO3(s)+H2O(l)+CO2(aq)Ca(HCO3)2(aq) D.海水呈弱碱性,大气中CO2浓度增加,会导致海水中C浓度增大 解析 A项,浅海区的压强小,温度较高,更有利于游离二氧化碳的存在,因此游离的二氧化碳增多,在此条件下碳酸钙难以转化为碳酸氢钙,因此浅海区有利于石灰石沉积,所以正确,不符合题意;B项,当水中二氧化碳增多时,可以与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙而使石灰石溶解,所以正确,不符合题意;C项,符合二氧化碳与碳酸钙、水反应的关系,所以正确,不符合题意;D项,因海水呈弱碱性,因此大气中二氧化碳浓度增大,会导致海水中碳酸氢根离子浓度增大,所以错误,符合题意。 16.(2018·江苏,1,2分,难度★)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是 (　C　) 　 　　　　　 　　　　　 　　　　 A.光合作用 B.自然降雨 C.化石燃料的燃烧 D.碳酸盐的沉积 解析 化石燃料的燃烧释放大量的CO2,C项叙述正确;碳酸盐能够吸收CO2生成碳酸氢盐,D项叙述错误。 17.(2016·海南,4,2分,难度★)下列叙述错误的是(　B　) A.氦气可用于填充飞艇 B.氯化铁可用于硬水的软化 C.石英砂可用于生产单晶硅 D.聚四氟乙烯可用于厨具表面涂层 解析 氯化铁水解产生的氢氧化铁胶体能吸附悬浮物,使水净化,但不能除去硬水中Ca2+、Mg2+,B项叙述错误;石英砂的主要成分为SiO2,用碳还原石英砂可得到粗硅,经提纯得到单晶硅,C项叙述正确;聚四氟乙烯具有抗酸、抗碱等特点,常用于厨具表面涂层,D项叙述正确。 考点13卤素单质及其化合物的性质　 　　氯及其化合物的制备、性质以及含量测定是高考的热点,常以选择题的形式出现。题目常给出NaClO2、ClO2的相关的信息,以其制备和性质为载体,考查氧化还原反应在生产实际中的应用。以海水提溴的流程图为载体,考查物质的制备与提纯,涉及物质的分离和提纯、仪器的使用、基本实验操作等,考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。卤素单质及其化合物的性质在高考中占有举足轻重的地位,这些考点你重视了吗? 1.(2024·安徽,4,3分,难度★★★)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是 (　D　) 选项 甲 乙 丙 A Cl2 NaClO NaCl B SO2 H2SO4 CaSO4 C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3 D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2 解析 氯气与水反应不能生成次氯酸钠,A错误;二氧化硫与水反应,生成H2SO3,不能生成硫酸,B错误;氧化铁不能与水反应生成Fe(OH)3,C错误;D项中的物质满足以上两个条件,D正确。 2.(2023·江苏,3,3分,难度★★)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 (　C　) A.制取Cl2 B.除去Cl2中的HCl C.收集Cl2 D.吸收尾气中的Cl2 解析 实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;进气导管应该长进短出,B错误;氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;对氯气的尾气处理应选择用氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。 3.(2023·广东,12,4分,难度★★★)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是 (　A　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭 浓硫酸具有氧化性和脱水性 B 装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅 NO2转化为N2O4的反应吸热 C 久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2 漂白粉的有效成分是CaCO3 D 1 mol·L-1 NaCl溶液的导电性比同浓度醋酸的强 NaCl溶液的pH比醋酸的大 解析 蔗糖在浓硫酸作用下形成多孔炭主要是由于蔗糖在浓硫酸作用下脱水,得到的C与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,体现了浓硫酸的氧化性和脱水性,故A符合题意;装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅,说明降低温度,平衡向生成N2O4的方向移动,则NO2转化为N2O4的反应为放热反应,故B不符合题意;久置空气中的漂白粉遇盐酸产生CO2是由于次氯酸钙发生了变质,次氯酸钙与空气中的二氧化碳、水作用生成碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,故C不符合题意;氯化钠是强电解质,醋酸是弱电解质,因此1 mol·L-1 NaCl溶液的导电性比同浓度醋酸的强,导电性强弱与NaCl溶液的pH比醋酸的大无关,故D不符合题意。 4.(2022·北京,7,3分,难度★★)已知:H2+Cl22HCl。下列说法不正确的是 (　A　) A.H2分子的共价键是s-sσ键,Cl2分子的共价键是s-pσ键 B.燃烧生成的HCl气体与空气中的水蒸气结合呈雾状 C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟 D.可通过原电池将H2与Cl2反应的化学能转化为电能 解析 H2分子里的H—H键是由两个1s轨道重叠形成的,属于s-sσ键,Cl2分子里的Cl—Cl键是由两个3p轨道重叠形成的,称为p-pσ键,故A项说法错误,符合题目要求;HCl气体极易溶于水,遇到空气中的水蒸气容易形成盐酸小液滴而出现白雾,B项说法正确;浓氨水易挥发,挥发出的氨气和HCl气体发生反应,化学方程式为NH3+HClNH4Cl,生成的NH4Cl固体小颗粒形成白烟,C项说法正确;H2与Cl2的反应是自发进行且放出能量的氧化还原反应,可以设计成原电池,将H2与Cl2反应的化学能转化为电能,故D项说法正确。 5.(2020·天津,1,3分,难度★)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是 (　C　) A.NaOH B.NaCl C.NaClO D.Na2CO3 解析 “84消毒液”的主要有效成分是NaClO,属于常识性知识。 6.(2020·江苏,9,2分,难度★★★)阅读下列资料。 　　海水晒盐后精制得到NaCl,氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3;向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴;从海水中还能提取镁。 下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是 (　A　) A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱 C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na) D.原子的最外层电子数n:n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br) 解析 B项,依据资料信息:卤水中通Cl2可制Br2,说明氧化性(得电子能力):Cl2>Br2,错误;C项,Na、Mg、Cl是同一周期元素,原子半径依次减小,错误;D项,Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7,错误。 7.(2019·全国3,7,6分,难度★★)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是 (　C　) A.高纯硅可用于制作光感电池 B.铝合金大量用于高铁建设 C.活性炭具有除异味和杀菌作用 D.碘酒可用于皮肤外用消毒 解析 晶体硅中的电子吸收光能,电子发生跃迁,可将光能转换为电能,A项叙述正确;铝合金具有密度小、硬度大等优点,可大量用于高铁的建设,B项叙述正确;活性炭具有疏松多孔结构,有较强的吸附性,可用于除异味,但不具有杀菌作用,C项叙述错误;碘酒中的碘单质具有强氧化性,可杀菌消毒,故可用于皮肤外用消毒,D项叙述正确。 8.(2018·海南,5,2分,难度★★)化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 (　B　) A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具 B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池 C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层 D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等 解析 过氧化钠与呼出的CO2反应可产生氧气,用于制作呼吸面具,A项说法正确;SiO2对光的全反射可以用于制作光导纤维,不能用于制光电池,B项说法错误;聚四氟乙烯的化学性质非常稳定,能够耐酸碱,C项说法正确;氯水中的HClO具有强氧化性,能起到漂白和杀菌的效果,D项说法正确。 9.(2017·天津,1,6分,难度★★)下列有关水处理方法不正确的是 (　C　) A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸 B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子 D.用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨 解析 石灰和碳酸钠都可以与酸反应,A项处理方法正确;Al3+、Fe3+都可以发生水解反应,分别生成的Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体可吸附水中的悬浮杂质,B项处理方法正确;铵盐的性质之一是与碱反应生成氨气,D项处理方法正确;C项中Cl2与Cu2+、Hg2+等重金属离子不能发生反应,应该利用硫化物除去Cu2+、Hg2+等重金属离子,C项处理方法不正确。 10.(2015·北京,11,6分,难度★★★)某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11) (　B　) A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O B.该消毒液的pH约为12:ClO-+H2OHClO+OH- C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-Cl2↑+H2O D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-HClO+CH3COO- 解析 A项,氢氧化钠溶液吸收氯气生成次氯酸钠、氯化钠和水,即可制得消毒液,A项解释正确;B项,由于饱和次氯酸钠溶液的pH=11,如果消毒液的pH=12,这是由于氢氧化钠电离出氢氧根离子,导致氢氧根浓度增大,B项解释错误;C项,次氯酸钠具有强氧化性,在酸性条件下,能把氯离子氧化为氯气,C项解释正确;D项,次氯酸的漂白性强于次氯酸钠,因此消毒液中加白醋生成次氯酸后,可增强漂白作用,D项解释正确。 11.(2020·全国2,26,14分,难度★★★★)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题: (1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许　　　　离子通过,氯气的逸出口是　　　　(填标号)。  图(a) 图(b) (2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=,X为HClO或ClO-]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为　　　　。  (3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  (4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为　　　　 mol;产生“气泡”的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为　　　　 kg(保留整数)。  答案 (1)Na+　a (2)10-7.5 (3)2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O (4)1.25　NaHCO3+NaHSO4CO2↑+Na2SO4+H2O (5)ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O　203 解析 (1)图(a)左侧电极为阳极,精制盐水中Cl-在阳极放电:2Cl--2e-Cl2↑,故Cl2从a口逸出,Na+通过离子交换膜进入阴极。 (2)次氯酸的电离常数表达式Ka=,图(b)中δ(HClO)=δ(ClO-)时,对应溶液的pH为7.5,所以Ka=c(H+)=10-7.5。 (3)Cl2Cl2O的过程中Cl的化合价升高,由于Cl2与HgO的反应是歧化反应,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,反应还应生成HgCl2,结合得失电子守恒配平反应的化学方程式为2Cl2+HgOHgCl2+Cl2O。 (4)由于题述生成ClO2的反应属于歧化反应,则酸性条件下生成ClO2的同时,应有NaCl生成,配平反应的离子方程式为5Cl+4H+4ClO2↑+Cl-+2H2O。生成1 mol ClO2则消耗1.25 mol NaClO2。同时NaHSO4与NaHCO3反应会产生CO2:NaHCO3+NaHSO4CO2↑+Na2SO4+H2O。 (5)酸性条件下ClO-与Cl-发生归中反应:ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O。 设原30%的NaOH溶液的质量为x,结合反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,可得方程: +x=1 000 kg 解得x=796.74 kg,则消耗Cl2为1 000 kg-796.74 kg=203.26 kg≈203 kg。 12.(2020·江苏,18,12分,难度★★★)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。 (1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液必须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是　  　。  (2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰异尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为C3N3O3C+H++2H2OC3H3N3O3+2HClO、HClO+2I-+H+I2+Cl-+H2O、I2+2S2S4+2I-。 准确称取1.120 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。 ①通过计算判断该样品是否为优质品。 (写出计算过程,该样品的有效氯=×100%) ②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值　　　　(填“偏高”或“偏低”)。  答案 (1)Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解 (2)①n(S2)=0.100 0 mol·L-1×0.020 00 L=2.000×10-3mol 根据物质转换和电子得失守恒关系: C3N3O3C~2HClO~2I2~4S2 得n(Cl)=0.5n(S2)=1.000×10-3 mol 氯元素的质量: m(Cl)=1.000×10-3 mol×35.5 g·mol-1=0.035 50 g 该样品的有效氯为×2×100%≈63.39% 该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品 ②偏低 解析 (1)低温下Cl2与NaOH溶液反应得到NaClO,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。暴露于空气中会吸收CO2气体产生HClO,HClO见光分解为HCl和O2,反应的化学方程式为NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO、2HClO2HCl+O2↑。 (2)①依据实验测定原理,根据反应的离子方程式和电子得失守恒,可列出下列关系式:C3N3O3C~2HClO~2I2~4S2,滴定时消耗n(S2)=0.100 0 mol·L-1×0.020 00 L=2.000×10-3 mol,可得n(Cl)=0.5n(S2)=1.000×10-3mol,则氯元素质量为m(Cl)=1.000×10-3mol×35.5 g·mol-1=0.035 50 g。 样品的有效氯为×2×100%≈63.39%>60%,为优质品。 ②若在检测中稀硫酸的加入量偏少,会使反应中HClO+2I-+H+I2+Cl-+H2O被氧化生成的I2偏少,导致后续测定消耗Na2S2O3的量减少,使样品的有效氯测定值结果偏低。 13.(2018·浙江,27,6分,难度★★★)某同学用含结晶水的正盐X(四种短周期元素组成的纯净物)进行了如下实验: 实验中观测到:混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收;固体乙为纯净物;在步骤③中,取溶液丙,恰好中和需消耗0.002 00 mol NaOH;另取一定量溶液丙,加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体。 请回答: (1)X的化学式是　　　　,步骤①的化学方程式是　  　。  (2)溶液丙与K2FeO4固体反应的化学方程式是   　。  答案 (1)MgCl2·6H2O　MgCl2·6H2OMgO+2HCl↑+5H2O↑ (2)2K2FeO4+16HCl4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O 解析 加酸化的硝酸银溶液有白色沉淀生成,说明X中含有Cl元素;溶液丙能够中和0.002 mol NaOH,说明溶液丙中含0.02 mol H+;X由四种元素组成,除已知的H、O、Cl元素外还有一种短周期的金属元素,即X为带结晶水的金属氯化物,设金属元素的化合价为+x,则其化学式可表示为RClx·yH2O;因为灼烧生成固体乙,且Cl元素在混合气体甲中,因此乙为金属氧化物,反应的化学方程式为2RClx·yH2OR2Ox+2xHCl↑+(2y-x)H2O↑;因为生成HCl的物质的量为0.02 mol,因此生成 mol金属氧化物,即乙的相对分子质量为40x。当x=1,乙为R2O,R的相对原子质量为12,无此金属元素,错误;当x=2,乙为R2O2,R相对原子质量为24,R为Mg元素;x=3时,乙为R2O3,R相对原子质量为36,短周期中无此元素,因此乙为MgO;X的物质的量为0.01 mol,即X相对分子质量为203,因此X的化学式为MgCl2·6H2O。 (2)向溶液丙中加入高铁酸钾有黄绿色气体生成,黄绿色气体为氯气,该反应的化学方程式为2K2FeO4+16HCl4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O。 14.(2015·重庆,9,15分,难度★★★)ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。 图1 图2 (1)仪器D的名称是　　　　　　。安装F中导管时,应选用图2中的　　　。  (2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜　　　(填“快”或“慢”)。  (3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是　　　　　　　　　　。  (4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是　　　　　　,原因是　  　。  图3 答案 (1)锥形瓶　b　(2)慢　(3)吸收Cl2 (4)4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O　验证是否有ClO2生成 (5)稳定剂Ⅱ　稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度 解析 (2)为使ClO2被D中稳定剂充分吸收,应缓慢滴加盐酸,如果产生ClO2速率过快,则吸收效率较低。 (3)F中淀粉KI溶液颜色不变,说明没有Cl2进入F中,则装置C的作用是吸收氯气。 (4)根据题中给出的反应物和生成物,可以写出离子方程式:4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O。若在D中ClO2被稳定剂吸收则有NaClO2生成,滴入盐酸则重新生成ClO2;会进入F溶液中使其变色,故装置F的作用是验证是否有ClO2生成。 考点14硫及其化合物的性质和环境保护　 　　本考点常常结合其他元素化合物及氧化还原反应等知识,以实验题、工艺流程题等形式进行考查,考题注重与生产、生活实际的联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透到考题中,体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 1.(2024·吉林,4,3分,难度★★★)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　D　) A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA B.100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中,S数目为0.01NA C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA 解析 标准状况下11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,1个SO2分子中含3个原子,则11.2 L SO2中原子总数为1.5NA,A项错误;由于S会发生水解反应,所以100 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液中S的数目小于0.01NA,B项错误;反应①中,每消耗2 mol H2S可生成3 mol 硫原子,3.4 g H2S的物质的量为0.1 mol,所以可生成硫原子数目为0.15NA,C项错误;反应②中的还原产物为S2-,所以每生成1 mol还原产物转移电子数目为2NA,D项正确。 2.(2024·湖北,7,3分,难度★★★)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,其中总反应化学方程式错误的是 (　A　) 选项 溶液 现象 化学方程式 A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S3S↓+2Na2SO3 续表 选项 溶液 现象 化学方程式 B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2OCO2+2NaHSO3 解析 过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,此外还生成NaHSO3,SO2过量时,不能生成Na2SO3,因此总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+4NaHSO3,A项错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4、HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O2FeCl2+H2SO4+2HCl,B项正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C项正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此溶液由红色变无色,总反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2OCO2+2NaHSO3,D项正确。 3.(2023·山东,2,2分,难度★★)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是 (　D　) A.稀盐酸:配制AlCl3溶液 B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解 C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管 D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化 解析 配制AlCl3溶液时,加入盐酸可以抑制Al3+的水解,A项正确;蔗糖和淀粉在稀硫酸的作用下可以发生水解,B项正确;Ag在常温下可以与稀硝酸发生反应,C项正确;浓硫酸和浓硝酸的混合溶液用于苯的硝化反应,苯的磺化只使用浓硫酸,D项错误。 4.(2023·重庆,3,3分,难度★★★)下列叙述正确的是 (　C　) A.Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同 B.SO2分别与H2O和H2S反应,反应的类型相同 C.Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体相同 D.浓硫酸分别与Cu和C反应,生成的酸性气体相同 解析 镁在空气中燃烧会部分和氮气反应生成氮化镁,A错误;SO2与H2O发生化合反应生成亚硫酸,而和H2S会发生氧化还原反应生成硫单质,反应的类型不相同,B错误;Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体均为氧气,C正确;浓硫酸与Cu反应生成二氧化硫气体,而和C反应生成二氧化碳和二氧化硫,生成的酸性气体不相同,D错误。 5.(2023·广东,9,2分,难度★★★)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 (　C　) A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性 B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2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 解析 Ⅰ中发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅或褪色。Ⅰ中试管内发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,A项错误;Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,B项错误;Ⅰ试管内发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ试管内发生反应5SO2+2Na2S+2H2O3S↓+ 4NaHSO3,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,C项正确;撤掉水浴,重做实验,由于温度降低,反应速率减小,Ⅳ中红色褪去减慢,D项错误。 6.(2023·北京,7,3分,难度★★★)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。 下列关于该过程的分析不正确的是 (　C　) A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性 B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关 C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性 D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂 解析 浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A项正确;浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量气体,使固体体积膨胀,B项正确;结合选项B可知,浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色,说明浓硫酸中+6价硫化合价降低为SO2中的+4价硫,浓硫酸在反应中作氧化剂,体现了浓硫酸的强氧化性,C项错误;该过程中,蔗糖发生了化学反应,有化学键的断裂,D项正确。 7.(2022·浙江,9,2分,难度★★)下列说法正确的是 (　D　) A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫 C.浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸 D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84”消毒液(主要成分为次氯酸钠)不能混用 解析 工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,A项错误;煅烧黄铁矿得到二氧化硫,而非三氧化硫,B项错误;用铁质容器贮运浓硝酸是因为铁在冷的浓硝酸中会发生钝化,并不是不反应,C项错误;“洁厕灵”和“84”消毒液混用会发生反应生成有毒的氯气,D项正确。 8.(2022·湖北,8,3分,难度★★★)硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:2NaHS(s)+CS2(l)Na2CS3(s)+H2S(g) 下列说法正确的是 (　B　) A.Na2CS3不能被氧化 B.Na2CS3溶液显碱性 C.该制备反应是熵减过程 D.CS2的热稳定性比CO2的高 解析 Na2CS3中硫元素为-2价,还原性比较强,能被氧化,故A项说法错误;类比Na2CO3溶液,O与S同主族,可知Na2CS3溶液显碱性,B项说法正确;由反应方程式可知,固体与液体反应生成了硫化氢气体,故该制备反应是熵增过程,C项说法错误;S的原子半径比O大,故CS键长比CO键长大,键能小,故CS2的热稳定性比CO2的低,D项说法错误。 9.(2021·河北,4,3分,难度★★★)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是 (　D　) A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因 B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定 D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 解析 本题考查氮氧化物和硫的氧化物的性质、应用及环境污染问题。SO2为无色有刺激性气味的气体,A项错误。汽车尾气中的主要大气污染物为CO、碳氢化合物、氮氧化物、烟尘等,B项错误。氮的固定是将氮由游离态转化为化合态,植物一般利用铵盐或硝酸盐作为肥料,无法利用NO和NO2,C项错误。工业废气中SO2可采用石灰法进行脱硫,原理为SO2+CaOCaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,D项正确。 10.(2021·湖南,2,3分,难度★★)下列说法正确的是 (　B　) A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物 B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4 C.SO2可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒 D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀 解析 糖类中只有多糖属于高分子化合物,而单糖、双糖等都不属于高分子化合物,A项错误;氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热可迅速被氧气氧化生成四氧化三铁,B项正确;二氧化硫具有漂白性,可漂白纸浆,少量的二氧化硫也可用于杀菌消毒,如二氧化硫用于葡萄酒的生产等,C项错误;镀锌铁皮锌镀层破损后,会构成锌铁原电池,铁作正极,仍会被锌保护,D项错误。 11.(2021·山东,8,2分,难度★★★)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如下,下列说法错误的是 (　B　) A.吸收过程中有气体生成 B.结晶后母液中含有NaHCO3 C.气流干燥湿料时温度不宜过高 D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3 解析 根据“中和”后溶液pH=8可知,中和后的溶液中含有NaHCO3,在吸收过程中,SO2与NaHCO3反应放出CO2,A项说法正确;根据结晶后的湿料经干燥得到NaHSO3,可知结晶出的湿料含NaHSO3,则结晶后的母液中含NaHSO3,NaHSO3溶液呈酸性,故母液中不会含有NaHCO3,B项说法错误 ,符合题目要求;如果温度过高,NaHSO3受热分解,故气流干燥湿料时温度不能过高,C项说法正确;母液中含有NaHSO3,与纯碱、水反应后的溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D项说法正确。 12.(2021·辽宁,4,3分,难度★★)下列说法正确的是 (　B　) A.22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移1 mol电子 B.H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到 C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生 D.SO2与KClO溶液反应:SO2+2ClO-+H2O2HClO+ 解析 由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故22.4 L Cl2(标准状况)与水充分反应转移电子的物质的量小于1 mol,A项错误;根据反应:SO3+H2OH2SO4、Cu+Cl2CuCl2可知,H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到,B项正确;将蘸有浓氨水和浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C项错误;由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故SO2与KClO溶液反应的离子方程式为SO2+ClO-+H2O2H++Cl-,D项错误。 13.(2021·辽宁,8,3分,难度★★★)含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是(　C　) A.a可能为正盐,也可能为酸式盐 B.c为不溶于盐酸的白色沉淀 C.d为含极性键的非极性分子 D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀 解析 由题干信息可知,盐a溶液与稀盐酸反应产生刺激性气味气体d,d能使KMnO4溶液褪色,故d为SO2,则盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,盐a溶液与足量Cl2反应后将生成,与BaCl2溶液反应得到的c为BaSO4,据此分析解题。由分析可知,盐a为Na2SO3或者NaHSO3,也可能是Na2S2O3,故a可能为正盐,也可能为酸式盐,A项说法正确;c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B项说法正确;d为SO2,SO2是V形分子,是含有极性键的极性分子,C项说法错误;当a为Na2S2O3时,Na2S2O3+2HCl2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,反应②中还会生成淡黄色沉淀,D项说法正确。 14.(2021·北京,6,3分,难度★★★)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是 (　C　) A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应 B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和 C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2OH2SO3、H2SO3H++、H++ D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发 解析 由题给信息可知,SO2易溶于水,SO2的溶解也能使液面上升,故A项分析错误;根据室温下1体积水可溶解40体积二氧化硫,可知二氧化硫的溶解未达饱和,试管中剩余少量气体的原因可能是收集的二氧化硫不纯,B项分析错误;滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离出氢离子,C项分析正确;亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,弱酸变强酸可使pH下降,故D项分析错误。 15.(2019·浙江,11,2分,难度★★★)针对下列实验现象表述不正确的是 (　A　) A.用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水,振荡,气体完全溶解,溶液变为黄绿色 B.在表面皿中加入少量胆矾,再加入3 mL浓硫酸,搅拌,固体由蓝色变白色 C.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液,再滴加双氧水,产生白色沉淀 D.将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶,镁条剧烈燃烧,有白色、黑色固体生成 解析 A项,常温下,1体积水最多可溶解2体积的氯气,因此20 mL不可能将80 mL氯气完全溶解,且氯气溶于水,溶液变为浅黄绿色,所以错误,符合题意;B项,浓硫酸可以使胆矾失去结晶水而变为无水硫酸铜,因此固体由蓝色变为白色,所以正确,不符合题意;C项,二氧化硫能被双氧水氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子与Ba2+结合生成硫酸钡沉淀,所以正确,不符合题意;D项,镁与二氧化碳可以反应生成氧化镁和单质碳,因此有白色和黑色固体生成,所以正确,不符合题意。 16.(2018·海南,3,2分,难度★)用浓硫酸配制稀硫酸时,不必要的个人安全防护用品是 (　D　) A.实验服 B.橡胶手套 C.护目镜 D.防毒面具 解析 实验服、橡胶手套、护目镜均可以防止液体直接接触身体,是必要的个人安全防护用品,A、B、C项不符合题意;浓硫酸的稀释不会产生有毒气体,不需要用到防毒面具,D项符合题意。 17.(2018·浙江,9,2分,难度★)下列反应能产生二氧化硫的是 (　D　) A.氧化铜和稀硫酸反应 B.亚硫酸钠和氧气反应 C.三氧化硫和水反应 D.铜和热的浓硫酸反应 解析 A选项,两者反应生成硫酸铜和水;B选项,两者反应生成硫酸钠;C选项,两者反应生成硫酸;D选项,两者反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。 18.(2017·江苏,4,2分,难度★★)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 (　B　) 解析 SO2可以使品红褪色,可验证其具有漂白性,B项正确;SO2的密度比空气大,收集时应长管进气短管出气,C项错误;SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,不能用饱和NaHSO3溶液吸收SO2,应用碱液吸收,D项错误。 19.(2017·北京,10,6分,难度★★)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是 (　C　) 选项 实　验 现　象 结　论 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3>H2SiO3 解析 A项,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++S、S+Ba2+BaSO4↓,在第一步反应中二氧化硫被氧化为硫酸,体现了SO2的还原性,A项结论正确;B项,发生反应:SO2+2H2S3S↓+2H2O,其中SO2作氧化剂,体现氧化性,B项结论正确;C项,SO2通入酸性KMnO4溶液中,SO2被酸性高锰酸钾溶液氧化,体现了SO2的还原性而非漂白性,C项结论错误;D项,发生反应:SO2+H2O+Na2SiO3H2SiO3↓+Na2SO3,说明亚硫酸的酸性强于硅酸的酸性,D项结论正确。 二氧化硫与溶液的褪色 (1)体现二氧化硫漂白性:用品红溶液等。 (2)体现二氧化硫的还原性:用酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水等。 (3)体现二氧化硫酸性氧化物的性质:用含酚酞的氢氧化钠溶液。 20.(2024·上海,3,3分,难度★★)萤石(CaF2)与浓硫酸共热可制备HF气体,写出该反应的化学方程式:　;  该反应中体现浓硫酸的性质是　　　　。  A.强氧化性 B.难挥发性 C.吸水性 D.脱水性 答案 CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑　BC 解析 CaF2与浓硫酸共热可发生复分解反应,生成CaSO4和HF气体,化学方程式为CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑,为难挥发性酸制取易挥发性酸,且浓硫酸具有吸水性,可减少HF在水中的溶解,该反应中体现浓硫酸的难挥发性和吸水性。 21.(2023·浙江,18,10分,难度★★★★)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。 已知:+H2O 请回答下列问题。 (1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2,可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应的化学方程式:  　。  (2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。 ①下列说法正确的是　　　　。  A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性 C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓硫酸吸收 ②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)设计实验验证化合物A中含有S元素:  　;  写出实验过程中涉及反应的化学方程式:  　。  答案 (1)2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2 (2)①BCD　②硫酸分子能形成更多的分子间氢键 (3)取化合物A加入足量氢氧化钠溶液,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有S元素　+2NaOHCH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl 解析 含硫矿物煅烧生成二氧化硫,二氧化硫与氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二氧化碳,二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫,三氧化硫与等物质的量的甲醇发生已知反应生成A()。 (1)氧气具有氧化性,能将+4价硫氧化为+6价硫,二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二氧化碳,反应的化学方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。 (2)①硫的电负性大于碳、氢等,故燃煤中的有机硫主要呈负价,A错误;化合物A分子中与硫直接相连的基团中有—OH,能电离出氢离子,故化合物A具有酸性,B正确;化合物A分子中含有基团,类似酯基结构,化合物A可看作由硫酸与醇反应生成的酯,是一种无机酸酯,C正确;工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓硫酸吸收用于生产发烟硫酸,D正确。 ②一定压强下,1个化合物A分子中只有1个—OH能形成氢键,而1个硫酸分子中有2个—OH能形成氢键,因此化合物A的沸点低于硫酸。 (3)A为,是一种无机酸酯,A可在碱性条件下水解生成硫酸钠、甲醇和水,硫酸根离子能和氯化钡生成不溶于盐酸的硫酸钡沉淀,故实验设计为取化合物A加入足量氢氧化钠溶液,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀,说明A中含有S元素;涉及反应为+2NaOHCH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl。 22.(2020·海南,15,10分,难度★★★)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸,应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用,减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题: (1)黄铁矿中硫元素的化合价为　　　　。  (2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。  (3)欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入　　　(填“过量”或“不足量”)的SO2气体。  (4)因为Na2S2O5具有　　　　性,导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。  检验其中含有的方法是　　　　　　　　　　。  (5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤:称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7 溶液滴定其中的Fe2+。 反应式:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O 某次实验称取0.280 0 g样品,滴定时消耗浓度为0.030 00 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL,则样品中铁含量为　　　　　%。  答案 (1)-1　(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (3)过量　(4)还原　(5)先加入盐酸,再加入氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明含有 (6)90.36 解析 黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫,氧化铁用CO还原得到还原铁粉,用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度;二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸,尾气中含有二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3,加热后生成Na2S2O5,据此分析解答。 (1)黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁(FeS2),其中铁元素的化合价是+2价,因此硫元素的化合价为-1价; (2)炉渣的主要成分为Fe2O3,由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2; (3)Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3,欲得到更纯的NaHSO3,反应①应通入过量的SO2气体; (4)Na2S2O5转化为Na2SO4过程中,S元素的化合价升高被氧化,体现了Na2S2O5的还原性;检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化,除去S2,再加入氯化钡溶液,看有无白色沉淀生成,若生成白色沉淀,证明含有,否则没有; (5)称取一定量样品,用过量稀硫酸溶解,用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+,存在关系式:6Fe~6Fe2+~Cr2,滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.030 00 mol·L-1×0.025 10 L=0.000 753 mol,则样品中含有的铁的物质的量为0.000 753 mol×6=0.004 518 mol,样品中铁含量为×100%=90.36%。 23.(2020·江苏,16,12分,难度★★★★)吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。 已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HS、S的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。 图-1 (1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是　　　　(填化学式)。  (2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40 min内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是　　　　　(填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  图-2 (3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低,S生成速率越大,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　;随着氧化的进行,溶液的pH将　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  答案 (1)2NH3+H2O+SO22N+S (或2NH3·H2O+SO22N+S+H2O)　HS (2)ZnSO3　ZnSO3+SO2+H2OZn2++2HS(或ZnO+2SO2+H2OZn2++2HS) (3)随着pH降低,HS浓度增大　减小 解析 (1)向氨水中通入少量SO2,生成(NH4)2SO3,发生反应的主要离子方程式为2NH3+H2O+SO32N+S(或2NH3·H2O+SO22N+S+H2O)。从图中可知,当溶液pH=6时,对应溶液中浓度最大的阴离子是HS。 (2)开始阶段ZnO过量,则发生如下反应:ZnO+SO2ZnSO3,且ZnO是悬浊液,又因为ZnSO3微溶于水,故吸收率、pH均变化不大。当ZnO全部转化为ZnSO3后,SO2吸收率迅速降低,发生如下反应:ZnSO3+SO2+H2OZn2++2HS(或ZnO+2SO2+H2OZn2++2HS)。 (3)pH降低,S转化为HS,被O2氧化为S,反应的离子方程式为2HS+O22S+2H+,溶液pH减小。 24.(2019·全国2,26,13分,难度★★★★)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜料。回答下列问题: (1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,钡的焰色为　　　(填标号)。  A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色 (2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉: ①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。  ②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的　　　　　(填化学式)。  ③沉淀器中反应的离子方程式为  　　　　　　　　　　　　　。  (3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S22I-+S4。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为　　　　　　　　,样品中S2-的含量为　　　　　　　　　　　　(写出表达式)。  答案 (1)D　(2)①BaSO4+4CBaS+4CO↑ CO+H2OCO2+H2　②BaCO3 ③S2-+Ba2++Zn2++SZnS·BaSO4↓ (3)浅蓝色至无色 ×100% 解析 (1)常见的金属元素在焰色反应中呈现的焰色分别为:钠—黄色、钾—紫色(透过蓝色钴玻璃观察)、钙—砖红色、锶—洋红色、铜—绿色、钡—黄绿色。 (2)①由于焦炭过量,故C被氧化为CO,反应的化学方程式为4C+BaSO4BaS+4CO↑;根据生成CO2和一种清洁能源气体的信息可以写出CO与H2O反应生成CO2与H2的化学方程式。 ②根据信息结合框图可知,还原料的主要成分为BaS,BaS表面与空气中的H2O和CO2反应生成有臭鸡蛋气味的H2S和难溶于水的BaCO3。 ③根据立德粉的化学式和框图可知离子反应方程式为Ba2++S2-+Zn2++SZnS·BaSO4↓。 (3)碘单质能使淀粉溶液显蓝色,当I2全部被消耗完后,溶液蓝色褪去。 根据反应:I2+S2-S↓+2I-,I2+2S22I-+S4,n(S2-)+n(S2)=n(I2),因此,n(S2-)=25.00×0.100 0×10-3-V×0.100 0×10-3 mol,故样品中S2-的含量为×100%。 25.(2018·江苏,16,12分,难度★★★★)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下: (1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为　。  (2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。 已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃ 硫去除率=(1-)×100% ①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于　　　　　　　。  ②700 ℃焙烧时,添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是　。  (3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由　　　　　　　(填化学式)转化为　　　　　(填化学式)。  (4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=　　　　　。  答案 (1)SO2+OH-HS (2)①FeS2　②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 (3)NaAlO2　Al(OH)3 (4)1∶16 解析 (2)①由于多数金属硫酸盐在高于600 ℃时分解,则在低于500 ℃时去除的硫元素主要来源于FeS2;②700 ℃时,CaO与硫酸盐分解产生的SO2或SO3发生反应,最终转化为CaSO4,而留在矿粉中。(3)Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,通入过量的CO2,发生反应Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC。(4)假设化学方程式为FeS2+xFe2O3yFe3O4+2SO2,根据铁原子和氧原子守恒可得:2x+1=3y、3x=4y+4,求得x=16,y=11。 考点15氮及其化合物的性质　 　　氮氧化物的性质、铵盐的性质(N的水解、与碱反应)、氨气的还原性、硝酸的强氧化性是近年来高考考查的重点,多以实验题和工艺流程题的形式出现,与生产、生活实际相联系,将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中,体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 1.(2024·湖北,10,3分,难度★★★)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是 (　C　) A.碱石灰有利于NH3逸出 B.锂片必须打磨出新鲜表面 C.干燥管中均可选用P2O5 D.双颈烧瓶中发生的变化是Li+nNH3Li++[e(NH3)n]- 解析 本题利用Li和液氨的反应Li+nNH3Li++[e(NH3)n]-制备[e(NH3)n]-;分析题图实验装置可知该实验分为两个阶段,第一个阶段为NH3的制备、收集和干燥,第二个阶段为锂与NH3在冷却体系中反应生成Li+和[e(NH3)n]-。碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水,同时释放大量的热,且吸水过程中CaO与水反应生成OH-、NaOH溶于水电离产生OH-,上述变化均会使平衡N+OH-NH3·H2ONH3↑+H2O右移,有利于NH3逸出,A项正确;锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,不利于Li失电子,所以必须打磨出新鲜表面,B项正确;第一个干燥管的目的是干燥氨,P2O5为酸性干燥剂,能与氨反应,所以第一个干燥管不能选用P2O5,而装置末端的干燥管的作用为吸收过量的氨,同时防止空气中的水进入装置引起副反应,可选用P2O5,C项错误;双颈烧瓶中发生的变化是Li+nNH3Li++[e(NH3)n]-,D项正确。 2.(2023·广东,4,2分,难度★★)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是 (　B　) 图1　图2　图3　图4 A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3 C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3 解析 挤压胶头滴管使少量水进入圆底烧瓶,因为NH3极易溶于水,使得圆底烧瓶内压强迅速减小,与大气压形成较大的压强差,烧杯中滴有酚酞的水溶液进入圆底烧瓶,从而产生喷泉,故A可以达到预期目的; P2O5为酸性氧化物,NH3为碱性气体,在水蒸气存在下两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B不可以达到预期目的; NH3的密度比空气的密度小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期目的; CaO与浓氨水混合后,CaO与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备少量NH3,故D可以达到预期目的。 3.(2023·江苏,2,3分,难度★★)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是 (　C　) A.的电子式为 B.中N元素的化合价为+5价 C.N2分子中存在N≡N键 D.H2O为非极性分子 解析 的电子式为[]+,A错误;根据化合物中元素化合价代数和为零,中O元素的化合价为-2价,N元素的化合价为+3价,B错误;氮原子最外层有3个未成对电子,因此N2分子中存在N≡N键,C正确;H2O为V形分子,分子中正负电荷中心未重合,为极性分子,D错误。 4.(2023·江苏,8,3分,难度★★)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 (　B　) A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2 B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3 C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2 D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 解析 Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应2NO+O22NO2,A正确;氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,C正确;实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,D正确。 5.(2023·湖北,1,3分,难度★★)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是 (　A　) A.液氮—液氢 B.液氧—液氢 C.液态NO2—肼 D.液氧—煤油 解析 N2分子中的N≡N键能大,N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应,A错误;液氮—液氢、液态NO2—肼、液氧—煤油均能燃烧放出巨大的能量,可以作为火箭推进剂,B、C、D正确。 6.(2022·北京,4,3分,难度★★)下列方程式与所给事实不相符的是 (　B　) A.加热NaHCO3固体,产生无色气体:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ B.过量铁粉与稀硝酸反应,产生无色气体:Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O C.苯酚钠溶液中通入CO2,出现白色浑浊: +CO2+H2O+NaHCO3 D.乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热,产生有香味的油状液体:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O 解析 碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,A项中化学方程式正确;过量的铁粉与稀硝酸反应,应该生成Fe2+,B项中离子方程式错误;苯酚钠溶液中通入二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠,C项中化学方程式正确;乙醇和乙酸在浓硫酸存在并加热的条件下发生酯化反应,产生有香味的油状液体乙酸乙酯和水,D项中化学方程式正确。 7.(2022·福建,10,4分,难度★★★★)氨是水体污染物的主要成分之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为: ①2NH3+3ClO-N2↑+3Cl-+3H2O ②NH3+4ClO-+OH-N+4Cl-+2H2O 在一定条件下模拟处理氨氮废水:将1 L 0.006 mol·L-1的氨水分别和不同量的NaClO混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用x表示)的关系如图所示。下列说法正确的是 (　C　) A.x1的数值为0.009 B.x>x1时,c(Cl-)=4c() C.x>x1时,x越大,生成N2的量越少 D.x=x1时,c(Na+)+c(H+)+c()=c(Cl-)+c(OH-)+c(ClO-) 解析 x1时,氨的去除率为100%、总氮残余率为5%,n(NH3)=0.006 mol·L-1×1 L=0.006 mol,95%的氨气参与反应①,有5%的氨气参与反应②,反应①消耗n=×3=0.008 55 mol,反应②消耗n=4×0.006 mol×5%=0.001 2 mol,x1=0.008 55 mol+0.001 2 mol=0.009 75 mol,A错误;x>x1时,反应①也生成氯离子,所以c(Cl-)>4c(),B错误;x>x1时,x越大,氨去除率不变,总氮残余率增大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少,C正确;x=x1时,氨的去除率为100%,溶液中没有和ClO-,含有Na+、H+、、Cl-和OH-,根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(),D错误。 8.(2021·河北,10,4分,难度★★★)关于非金属含氧酸及其盐的性质,下列说法正确的是 (　B　) A.浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化 B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强 C.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强 D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀HNO3氧化性更强 解析 糖类化合物中不存在水分子,浓硫酸可以将糖类中的氢、氧元素按水的组成比脱去,使糖类化合物脱水炭化是因为浓硫酸具有脱水性,A项错误;氯的含氧酸盐发生氧化还原反应时消耗H+,故酸性增强,H+浓度增大,其氧化性增强,B项正确;H3PO4属于中强酸,HI属于强酸,利用NaI和H3PO4制备HI,主要是利用H3PO4的难挥发性,C项错误;浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强,不能简单通过还原产物中元素的价态高低来比较氧化剂氧化性的强弱,D项错误。 9.(2020·全国3,10,6分,难度★★★)喷泉实验装置如下图所示。应用下列各组气体-溶液,能出现喷泉现象的是 (　B　) 选项 气体 溶　液 A H2S 稀盐酸 B HCl 稀氨水 C NO 稀硫酸 D CO2 饱和NaHCO3溶液 解析 从原理上来说,只要是圆底烧瓶内的压强小于外界压强即可形成喷泉。H2S为酸性气体,在稀盐酸中的溶解度较小,A项不能形成喷泉;HCl气体与稀氨水反应后,圆底烧瓶内压强减小,B项极易形成喷泉;NO气体难溶于稀硫酸,且与稀硫酸不反应,C项不能形成喷泉;CO2气体在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,D项不能形成喷泉。 10.(2018·海南,2,2分,难度★★)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮、氧元素的质量比为7∶4,该NOx可表示为 (　A　) A.N2O B.NO C.N2O3 D.NO2 解析 化学式中的原子数目之比等于其物质的量之比,则该氮的氧化物中氮、氧元素的物质的量之比为==,A项正确。 11.(2015·北京,8,6分,难度★★)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是 (　A　) A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析 由图示可知,硝酸盐可以转化为蛋白质,蛋白质可以转化为氨或铵盐,说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C项说法正确;由于动植物排泄物及动植物遗体也参与在氮的循环中,因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D项说法正确。 12.(双选)(2015·海南,7,4分,难度★)下列叙述正确的是 (　CD　) A.稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2 B.可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液 C.稀硝酸可除去试管内壁的银镜 D.煮沸自来水可除去其中的Ca(HCO3)2 解析 A项,MnO2只能与浓盐酸在加热条件下反应;B项,NaOH可以与玻璃中的SiO2反应,生成的Na2SiO3可以将瓶口与瓶塞粘连,不可以用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液;C项,稀硝酸可以与Ag反应;D项,Ca(HCO3)2受热发生分解,生成CaCO3沉淀而除去。 13.(2020·北京,17,12分,难度★★★★)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。 已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。 ②HAuCl4H++AuC (1)酸溶后经　　　　操作,将混合物分离。  (2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:  　。  (3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同。 ①将溶金反应的化学方程式补充完整: Au+　　NaCl+　　HNO3HAuCl4+　　+　　+　　NaNO3  ②关于溶金的下列说法正确的是　　　　。  A.用到了HNO3的氧化性 B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性 C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解 (4)若用Zn粉将溶液中的1 mol HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是　　　　 mol。  (5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。 试剂1是　　　　,物质2是　　　　。  答案 (1)过滤　(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　(3)①4　5　NO↑ 2H2O　4　②AC　(4)2　(5)NaCl溶液　Fe　Cu 解析 (1)Au(金)、Ag和Cu经酸溶后得到金、铜离子和银离子的混合溶液,将固体和液体分开的操作是过滤。 (2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;溶解1 mol Cu消耗HNO3的物质的量为 mol;铜与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,溶解1 mol Cu消耗HNO3的物质的量为4 mol;消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式为铜与稀硝酸的反应,化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)+2NO↑+4H2O。 (3)①根据化合价的变化规律可知,金元素的化合价从0价升高到+3价,作还原剂,硝酸作氧化剂,氮元素的化合价从+5价降低到+2价,产物中有一氧化氮,根据质量守恒,生成物中还有水,化学方程式为:Au+4NaCl+5HNO3HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3。 ②A.溶金过程中硝酸中氮元素的化合价降低,作氧化剂,具有强氧化性,用到了HNO3的氧化性,故A正确;B.王水中V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3,王水中浓盐酸中提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,主要作用增强硝酸的氧化性,故B错误;C.HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确。 (4)由于HAuCl4H++AuC,若用Zn粉将溶液中的1 mol HAuCl4完全还原,HAuCl4中金元素的化合价为+3价,被锌还原为0价,锌元素的化合价从0价升高到+2价,设参加反应的Zn的物质的量为x,锌元素的化合价从0价升高到+2价,根据得失电子守恒可知:2x=3 mol,x=1.5 mol,则还原金元素的Zn的物质的量是1.5 mol;还有一部分Zn与H+反应,由于H+为1 mol,又会消耗0.5 mol的Zn,因此参与反应的Zn的总物质的量为2 mol。 (5)根据题图信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子,则试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1是氯化铜,氯化铜加入过量铁粉得到铜和氯化亚铁,物质2为Fe和Cu,经过试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,用于除去过量的铁粉,二氨合银离子经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离。故试剂1是NaCl溶液,物质2是Fe和Cu。 14.(2018·江苏,20,14分,难度★★★)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 (1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下: 2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1 kJ·mol-1 3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)　ΔH=+75.9 kJ·mol-1 反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。  (2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:  　。  (3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:  　。  (4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 ①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子的物质的量为　　　　 mol。  ②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。 图1 图2 反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是　    　。  答案 (1)-136.2 (2)HNO2-2e-+H2O3H++N (3)2HNO2+(NH2)2CO2N2↑+CO2↑+3H2O (4)①　②迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大;上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大　催化剂活性下降;NH3与O2反应生成了NO 解析 (1)按顺序依次给已知热化学方程式编号①②,根据盖斯定律,×①+×②可得3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)。(2)阳极发生氧化反应,化合价升高,即HNO2失去电子生成HNO3,电极反应式为HNO2-2e-+H2O3H++N。(3)根据元素守恒可知,产物中还有H2O,根据得失电子守恒配平即可。(4)①反应的方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,则生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为 mol;②在一定温度范围内,催化剂的催化活性强,反应速率加快,温度继续升高使催化剂活性减弱,考虑温度升高导致反应速率加快,增大缓慢;温度过高,催化剂活性下降,或者NH3与O2反应生成了NO导致NOx的去除率下降。 学科网（北京）股份有限公司 $$