精品解析：江苏省南京市部分学校2023-2024学年高一下学期期中考试化学试题

2023-2024学年第二学期第一次调研测试题 高一化学 考试时间：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 第Ⅰ卷选择题共39分 单项选择题：每小题3分，共计39分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。下列说法正确的是 A. 碳纳米材料属于胶体 B. 石墨烯是新型无机非金属材料 C. 石墨烯和碳纳米管互为同位素 D. 碳纳米材料均属于含碳化合物 2. 正确掌握化学用语是学好化学的基础，下列化学用语表达正确的是 A. 含7个质子和8个中子的元素的核素符号： B. NH4Cl中N元素的化合价：+3 C. 氮气的电子式： D. 用电子式表示K2S的形成过程： 阅读下列资料，完成下面小题：氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。 工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为 kJ⋅mol。生产硝酸的尾气中主要含有NO、等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到、等化工产品。 3. 下列有关物质的性质和用途具有对应关系的是 A. 具有还原性，用浓氨水检验氯气管道是否泄漏 B. 具有强氧化性，可用于制备硝酸铵 C. 极易溶于水，可用作制冷剂 D. 不溶于水，可用作保护气 4. 实验室采用下列装置制取氨气，正确的是 A 装置甲生成 B. 装置乙干燥 C. 装置丙收集并验满 D. 装置丁吸收多余 5. 下列选项物质间转化不能一步实现的是 A. B. C. D. 6. 和反应生成过程中能量变化情况如下图a所示，下列说法不正确的是 A. 等物质的量的、具有的能量不相同 B. 的能量关系可用图b表示 C. kJ/mol D. 和的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量 7. 下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是 A. 强酸溶液中：Na+、K+、、Cl- B. 澄清透明的溶液中：Fe3+、Mg2+、Br-、Cl- C. 使酚酞变红色溶液：Fe2+、、、Cl- D. 加入铝粉产生大量氢气的溶液中：K+、Na+、、 8. NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A. 22.4 L SO2所含的分子数目为NA B. 1 mol Cu和足量S充分反应后，转移电子数为NA C. 一定条件下，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3分子数为2NA D. 常温下，将28 g铁片投入足量的稀硝酸中，铁失去的电子数为NA 9. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A. 将氯气通入水中：Cl2+H2O=2H++ClO-+Cl- B. NaHCO3溶液与少量的Ca(OH)2溶液混合：+Ca2++OH- =CaCO3↓+H2O C Cu与浓硝酸反应：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O D. SO2使溴水褪色：SO2+Br2+2H2O=4H+++2Br- 10. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16，Y的单质是空气中含量最多的气体，Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 A. XZ2俗称干冰，分子间存在氢键 B. 原子半径：r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z) C. X、Y、Z的非金属性依次减弱 D. 由Z和W组成的化合物只有一种 11. 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。如图为从海带中提取碘的工业生产过程，有关说法正确的是 A. 工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的总储量很少 B. 干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验 C. 操作(1)时，需要用到玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯 D. 从海带中提碘的过程中利用了氧化还原反应原理 12. 下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 探究浓硫酸的吸水性 向表面皿中加入少量，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象 B 比较浓硝酸和浓盐酸的氧化性强弱 室温下，在浓硝酸和浓盐酸中分别投入光亮的铁钉 C 探究浓硫酸与木炭反应的气体产物中是否含有 将浓硫酸与木炭混合加热生成的气体通入足量澄清石灰水中，观察是否有白色沉淀产生 D 检验固体是否氧化变质 将样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 A. A B. B C. C D. D 13. 工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如图：     下列说法不正确的是： A. “焙烧”时可以加入石灰石进行固硫减少污染 B. “酸化”目的是将氧化铜转化为Cu2+ C. "滤液”中含有的阳离子主要为Fe2+， “淘洗”所用的溶液A可选用稀硝酸 D. “反应”过程中无红棕色气体生成，理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2：1 第Ⅱ卷非选择题(共61分) 14. 硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题： （1）硅元素在元素周期表的位置是___________。 （2）沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．SiO2可用于制造光导纤维而不能直接作芯片 B．SiO2既能溶于氢氟酸、也能溶于氢氧化钠，是两性氧化物 C．普通玻璃是由SiO2、石灰石和纯碱制成的，其熔点很高 （3）硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图： ①该生产过程中可以循环使用的物质是___________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和一种气体单质，写出发生反应化学方程式___________。 （4）新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下： 3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。若生成标准状况下33.6 L CO时，反应过程中转移的电子为___________mol。 （5）某同学设计的如图实验装置证明非金属性：N＞C＞Si。 所用到的试剂：①稀HNO3；②碳酸钙；③Na2SiO3溶液。 你认为该同学实验能否说明N、C、Si的非金属性强弱， 若能或者不能，请用必要的文字及化学方程式说明___________。 15. 以黄铁矿(主要成分FeS2))为原料生产硫酸，并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用，减轻对环境的污染，其中一种流程如下图所示。   资料：焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，白色粉末，水溶液显酸性，受潮易分解，遇强酸则放出一种刺激性气味的气体，是一种化工原料，常用作抗氧化剂。 （1）煅烧前，黄铁矿需要研磨，目的是___________。 （2）煅烧黄铁矿的化学方程式是___________。 （3）过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为___________。 （4）已知1molSO2(g) 完全转化为1molSO3(g) 放热99kJ，写出SO2催化氧化的热化学方程式___________。 （5）因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化，导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4.欲检验Na2S2O5已变质实验方法为___________。 （6）一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。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+。反应方程式为(方程式未配平)： Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.0300mol/L的K2Cr2O7溶液25.00mL，则样品中铁的质量分数为___________。(请写出计算过程) 16. 某实验小组同学用铜与浓硫酸反应制取SO2，验证SO2性质并制备NaHSO3，设计如图所示实验装置。 回答下列问题： （1）①仪器a的名称是___________。②C中的实验现象是___________。 （2）确认浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+的操作方法___________。 （3）试管D中发生反应的离子方程式为___________。 （4）向装置E中通入SO2可制得NaHSO3.已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图1所示，Na2SO4的溶解度曲线如图2所示。 ①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为测量溶液的pH，当pH约为___________时，停止通入SO2 。 ②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：___________，干燥，密封包装。 【实验中须使用的试剂有1.0 mol ·L-1 NaOH溶液、无水乙醇】 17. 工业及汽车尾气已成为城市空气的主要污染源，研究其反应机理对于环境治理有重要意义。 （1）硝酸厂尾气可以回收制备硝酸。已知： ①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)   △H1=-113.0 kJ/mol ②3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)   △H2=-138.0 kJ/mol 4NO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=4HNO3(g)   △H=___________kJ/mol。 （2）液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图所示。 ①该脱硝过程的总反应的化学方程式为___________。 ②反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为___________。 ③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是___________。 （3）碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法。 NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐分别是NaNO2、NaNO3和___________。(填化学式) （4）NSR (NOX储存还原)可有效减少氮氧化物排放。工作原理：通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOX的储存和还原，如图所示。 若汽车所用的油品含硫量较高，BaO吸收NOX的能力下降至很低水平，结合化学方程式解释原因___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期第一次调研测试题 高一化学 考试时间：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 第Ⅰ卷选择题共39分 单项选择题：每小题3分，共计39分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。下列说法正确的是 A. 碳纳米材料属于胶体 B. 石墨烯是新型无机非金属材料 C. 石墨烯和碳纳米管互为同位素 D. 碳纳米材料均属于含碳化合物 【答案】B 【解析】 【详解】A．纳米材料直径在纳米级，但需要分散到分散剂中才能形成胶体，故A错误； B．石墨烯是碳单质，属于新型的无机非金属材料，故B正确； C．石墨烯和碳纳米管是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C错误； D．碳纳米材料属于碳单质，故D错误。 答案选B。 2. 正确掌握化学用语是学好化学的基础，下列化学用语表达正确的是 A. 含7个质子和8个中子的元素的核素符号： B. NH4Cl中N元素的化合价：+3 C. 氮气的电子式： D. 用电子式表示K2S的形成过程： 【答案】D 【解析】 【详解】A．含7个质子和8个中子的元素的核素质量数为15，核素符号为：，故A错误； B．NH4Cl中N元素的化合价为-3，故B错误； C．氮气分子中含有氮氮三键，其正确的电子式为，故C错误； D．硫化钾形成过程中钾失去电子，硫得到电子，K2S的形成过程：，故D正确。 答案选D。 阅读下列资料，完成下面小题：氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。 工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为 kJ⋅mol。生产硝酸的尾气中主要含有NO、等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到、等化工产品。 3. 下列有关物质的性质和用途具有对应关系的是 A. 具有还原性，用浓氨水检验氯气管道是否泄漏 B. 具有强氧化性，可用于制备硝酸铵 C. 极易溶于水，可用作制冷剂 D. 不溶于水，可用作保护气 4. 实验室采用下列装置制取氨气，正确的是 A. 装置甲生成 B. 装置乙干燥 C. 装置丙收集并验满 D. 装置丁吸收多余 5. 下列选项物质间转化不能一步实现的是 A. B. C. D. 6. 和反应生成过程中能量变化情况如下图a所示，下列说法不正确的是 A. 等物质的量的、具有的能量不相同 B. 的能量关系可用图b表示 C. kJ/mol D. 和的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量 【答案】3. A 4. D 5. A 6. C 【解析】 【3题详解】 A．具有还原性，用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，发生反应 ，体现氨气的还原性，故选A； B．和氨气反应生成硝酸铵，硝酸体现酸性，故不选B； C．用作制冷剂是因为氨气易液化，液氨汽化吸热，与氨气的溶解性无关，故不选C； D．用作保护气是因为氮气化学性质稳定，与氮气溶解性无关，故不选D； 选A。 【4题详解】 A．应该加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取，故不选A； B．氨气和硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，故不选B； C．氨气的密度比空气小，用向下排空气法收集，导气管应伸到试管底部，故不选C； D．氨气易溶于水，装置丁吸收多余，能防倒吸，故选D； 选D 【5题详解】 A． 铝离子和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，故选A； B．氨气和二氧化氮在催化剂作用下发生归中反应生成氮气和水，故不选B； C．二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，故不选C； D．少量氨气和硫酸反应生成硫酸氢铵，故不选D； 选A。 【6题详解】 A．等物质的量的的能量大于的能量，故A正确； B．，断键吸收的能量为946kJ+498kJ=1444kJ，成键放出的能量为632kJ×2=1264kJ，放出的能量小于吸收的能量，正反应吸热，生成物总能量大于反应物总能量，能量关系可用图b表示，故B正确； C．断键吸收的能量为946kJ+498kJ=1444kJ，成键放出的能量为632kJ×2=1264kJ，kJ/mol，故C错误； D．和的反应过程中，断键吸收的能量为946kJ+498kJ=1444kJ，成键放出的能量为632kJ×2=1264kJ，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，故D正确； 选C。 7. 下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是 A. 强酸溶液中：Na+、K+、、Cl- B. 澄清透明的溶液中：Fe3+、Mg2+、Br-、Cl- C. 使酚酞变红色的溶液：Fe2+、、、Cl- D. 加入铝粉产生大量氢气的溶液中：K+、Na+、、 【答案】B 【解析】 【详解】A．强酸溶液中含有H+，与反应，不能大量共存，故A不选； B．澄清透明的溶液中，Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-相互不反应，可以大量共存，故B选； C．使酚酞变红色的溶液中有OH-，与Fe2+、均会反应，不能大量共存，故C不选； D．若溶液含且为酸性时，与铝反应不能产生大量氢气，故D不选。 答案选B。 8. NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A. 22.4 L SO2所含的分子数目为NA B. 1 mol Cu和足量S充分反应后，转移电子数为NA C. 一定条件下，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3分子数为2NA D. 常温下，将28 g铁片投入足量的稀硝酸中，铁失去的电子数为NA 【答案】B 【解析】 【详解】A．未给出气体所处的外界条件，因此不能确定其物质的量，也不能确定气体分子数目，A错误； B．S与Cu混合加热发生反应产生Cu2S，Cu元素化合价由Cu单质的0价变为Cu2S中的+1价，1 mol Cu反应，转移1 mol电子，则转移的电子数目是NA，B正确； C．N2与H2转化为NH3的反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此一定条件下，1 mol N2与足量H2充分反应，生成的NH3的物质的量小于2 mol，则产生的NH3分子数小于2NA，C错误； D．Fe与足量稀硝酸反应产生Fe(NO3)3，1 mol Fe反应失去3 mol电子，28 gFe的物质的量是0.5 mol，则0.5 mol Fe反应失去电子1.5 mol，铁失去的电子数为1.5NA，D错误； 故合理选项是B。 9. 下列指定反应的离子方程式书写正确的是 A. 将氯气通入水中：Cl2+H2O=2H++ClO-+Cl- B. NaHCO3溶液与少量的Ca(OH)2溶液混合：+Ca2++OH- =CaCO3↓+H2O C. Cu与浓硝酸反应：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O D. SO2使溴水褪色：SO2+Br2+2H2O=4H+++2Br- 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应产生的HClO是弱酸，应该写化学式，反应的离子方程式应该为Cl2+H2OH++HClO+Cl-，A错误； B．酸式盐与碱反应时，要以不足量的Ca(OH)2为标准，假设其物质的量是1 mol，反应的离子方程式应该为：2+Ca2++2OH- =CaCO3↓+2H2O+，B错误； C．浓硝酸与Cu反应时HNO3被还原产生NO2气体，反应的离子方程式应该为：Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O，C错误； D．SO2与溴水反应产生H2SO4、HBr，离子方程式符合反应事实，遵循物质的拆分原则，D正确； 故合理选项是D。 10. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16，Y的单质是空气中含量最多的气体，Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 A. XZ2俗称干冰，分子间存在氢键 B. 原子半径：r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z) C. X、Y、Z的非金属性依次减弱 D. 由Z和W组成的化合物只有一种 【答案】B 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y的单质是空气中含量最多的气体，Y为N元素；Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，Z为O元素；W是短周期中金属性最强的元素，W为Na元素；四种原子的最外层电子数之和为16，X的最外层电子数为16-5-6-1=4，则X为C元素，以此分析解答。 【详解】根据上述分析可知，XC元素，Y为N元素，Z为O元素，W为Na元素。 A．固态CO2俗称干冰，分子间不存在氢键，故A错误； B．同周期元素随核电荷数增大原子半径逐渐减小，Na为短周期中原子半径最大的元素，则原子半径：r(Na)＞r(C)＞r(N)＞r(O)，故B正确； C．C、N、O位于同周期且相邻的元素，随核电荷数增大，非金属性逐渐增强，则C、N、O的非金属性依次增强，故C错误； D．由O、Na组成的化合物为氧化钠和过氧化钠，故D错误。 答案选B。 11. 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。如图为从海带中提取碘的工业生产过程，有关说法正确的是 A. 工业上不直接从海水中提取碘是因为海水中碘的总储量很少 B. 干海带浸泡液中的碘离子可用淀粉溶液检验 C. 操作(1)时，需要用到玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯 D. 从海带中提碘的过程中利用了氧化还原反应原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．海水中的碘化物的浓度很低，不能直接提取，应浓缩后再提取，不是因为海水中碘的总储量很少，A错误； B．淀粉遇到碘单质变蓝，与碘离子不发生颜色反应，所以不能用淀粉检验碘离子，B错误； C．操作(1)分离出溶液和有机沉淀物，是过滤操作，过滤操作需要用到玻璃仪器有玻璃棒、玻璃漏斗、烧杯，C错误； D．从海带中提碘的过程中，碘离子转化为碘单质的反应属于氧化还原反应，D正确； 本题选D。 12. 下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 探究浓硫酸的吸水性 向表面皿中加入少量，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象 B 比较浓硝酸和浓盐酸的氧化性强弱 室温下，在浓硝酸和浓盐酸中分别投入光亮的铁钉 C 探究浓硫酸与木炭反应的气体产物中是否含有 将浓硫酸与木炭混合加热生成的气体通入足量澄清石灰水中，观察是否有白色沉淀产生 D 检验固体是否氧化变质 将样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．中加入浓硫酸，失去水，固体由蓝色变无色，与浓硫酸的吸水性有关，故A正确； B．室温下Fe在浓硝酸中发生钝化，铁能在浓盐酸中溶解，不能比较两种酸的氧化性，故B错误； C．碳和浓硫酸生成二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊，由现象不能说明产物中含有CO2，故C错误； D．酸性条件下亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，不能检验是否变质，故D错误； 故选A。 13. 工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如图：     下列说法不正确的是： A. “焙烧”时可以加入石灰石进行固硫减少污染 B. “酸化”目的是将氧化铜转化为Cu2+ C. "滤液”中含有的阳离子主要为Fe2+， “淘洗”所用的溶液A可选用稀硝酸 D. “反应”过程中无红棕色气体生成，理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2：1 【答案】C 【解析】 【分析】工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体：废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用稀硫酸淘洗除去Fe粉，过滤得到Cu，再加入浓硝酸和10%的H2O2发生反应生成Cu(NO3)2，蒸发浓缩，降温结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2•3H2O； 【详解】A．焙烧时产生SO2，可以加入石灰石进行固硫减少污染，故A正确； B．加入硫酸酸化将CuO转化为硫酸铜，故B正确； C．据分析，加入溶液A的目的是氧化多余的铁，使其与铜分离，稀硝酸会将铜氧化了，故不能用稀硝酸淘洗，故C错误； D．“反应”这一步所用的试剂是浓硝酸和10% H2O2，若过程中无红棕色气体生成，则生成Cu(NO3)2和H2O，该反应的化学方程式为Cu+2HNO3+H2O2=2H2O+Cu(NO3)2，消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2：1，故D正确。 答案选C。 第Ⅱ卷非选择题(共61分) 14. 硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题： （1）硅元素在元素周期表的位置是___________。 （2）沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．SiO2可用于制造光导纤维而不能直接作芯片 B．SiO2既能溶于氢氟酸、也能溶于氢氧化钠，是两性氧化物 C．普通玻璃是由SiO2、石灰石和纯碱制成的，其熔点很高 （3）硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图： ①该生产过程中可以循环使用的物质是___________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和一种气体单质，写出发生反应的化学方程式___________。 （4）新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下： 3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。若生成标准状况下33.6 L CO时，反应过程中转移的电子为___________mol。 （5）某同学设计的如图实验装置证明非金属性：N＞C＞Si。 所用到的试剂：①稀HNO3；②碳酸钙；③Na2SiO3溶液。 你认为该同学实验能否说明N、C、Si的非金属性强弱， 若能或者不能，请用必要文字及化学方程式说明___________。 【答案】（1）第三周期第ⅣA族 （2）A （3） ①. H2、HCl ②. SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl （4）3 （5）硝酸具有挥发性，所以生成的硅酸可能是硝酸和硅酸钠反应得到的，2HNO3 +Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓ 【解析】 【分析】(3)石英砂主要成分是SiO2，石英砂与焦炭在高温下反应产生粗硅Si、CO，粗硅与HCl在573 K条件下反应产生粗SiHCl3、H2，粗SiHCl3经精馏得到纯净SiHCl3，纯净SiHCl3与H2在1357 K高温下发生还原反应得到高纯硅。 (5)元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，强酸与弱酸盐可以发生复分解反应制取弱酸，据此判断元素的非金属性强弱。在图示中是利用酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3来判断元素的非金属性N＞C＞Si，但HNO3是挥发性的酸，在CO2气体中含有HNO3蒸气进入装置C中会发生反应2HNO3 +Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓ ，因此不能证明酸性H2CO3＞H2SiO3。 【小问1详解】 Si是14号元素，原子核外电子排布是2、8、4，根据原子核外电子排布与元素位置的关系可知：硅元素在元素周期表的位置是第三周期第ⅣA族； 【小问2详解】 A．SiO2能够使光线全反射，因此可用于制造光导纤维，制芯片的原料是晶体硅，而不是二氧化硅，A正确； B．SiO2能溶于氢氧化钠，反应产生Na2SiO3和H2O，虽然也能溶于氢氟酸，但反应产生SiF4不是盐，因此不能说SiO2是两性氧化物，它属于酸性氧化物，B错误；  C．普通玻璃是由SiO2、石灰石和纯碱制成的，是混合物，属于玻璃态物质，而不是化合物，因此没有固定的熔沸点，只能在一定温度范围内逐渐软化，C错误； 故合理选项是A； 【小问3详解】 ①石英砂与焦炭在高温下反应产生粗硅Si、CO，粗硅与HCl在573 K条件下反应产生粗SiHCl3、H2，粗SiHCl3经精馏得到纯净SiHCl3，然后与H2在1357 K高温下发生还原反应产生高纯硅Si、HCl，可见该生产过程中可以循环使用的物质是H2、HCl； ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。这是由于SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和一种气体单质，根据元素守恒、电子守恒，可知还产生了可燃性气体H2，SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl； 【小问4详解】 在反应3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中，每反应产生6 mol CO气体，反应过程中转移12 mol电子。若生成标准状况下33.6 L CO，其物质的量n(CO)==1.5 mol，则反应过程中转移的电子的物质的量为n(e-)=×12 mol=3 mol； 【小问5详解】 元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性就越强。HNO3能够与CaCO3发生复分解反应：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。可证明酸性：HNO3＞H2CO3，反应产生的CO2进入盛有饱和Na2SiO3溶液的装置中，会发生反应：CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓，若在装置C中仅发生该反应，可以证明酸性： H2CO3＞H2SiO3，但由于硝酸具有挥发性，挥发的硝酸蒸气也会进入装置C中，与其中的Na2SiO3溶液发生反应：2HNO3+Na2SiO3=2NaNO3+H2SiO3↓，可见：生成的硅酸可能是硝酸和硅酸钠反应得到的，也可能是CO2气体与硅酸钠溶液反应得到的，因此不能根据上述实验判断元素的非金属性：N＞C＞Si。 15. 以黄铁矿(主要成分FeS2))为原料生产硫酸，并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用，减轻对环境的污染，其中一种流程如下图所示。   资料：焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，白色粉末，水溶液显酸性，受潮易分解，遇强酸则放出一种刺激性气味的气体，是一种化工原料，常用作抗氧化剂。 （1）煅烧前，黄铁矿需要研磨，目的是___________。 （2）煅烧黄铁矿的化学方程式是___________。 （3）过程①中处理尾气SO2的离子反应方程式为___________。 （4）已知1molSO2(g) 完全转化为1molSO3(g) 放热99kJ，写出SO2催化氧化的热化学方程式___________。 （5）因为Na2S2O5在保存过程中易被氧化，导致商品Na2S2O5中存在Na2SO4.欲检验Na2S2O5已变质的实验方法为___________。 （6）一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉的纯度。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+。反应方程式为(方程式未配平)： Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O。某次实验称取0.2800g样品，滴定时消耗浓度为0.0300mol/L的K2Cr2O7溶液25.00mL，则样品中铁的质量分数为___________。(请写出计算过程) 【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率 （2）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 （3）SO2+ OH－ = （4）2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ/mol （5）取少量的样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，先加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则样品已变质 （6）结合电子守恒可知，存在关系式：6Fe～6Fe2+～K2Cr2O7，滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02500 L=0.00075mol，则样品中含有的铁的物质的量为0.00075mol×6=0.0045mol，样品中铁含量为×100%=90% 【解析】 【分析】黄铁矿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； 【小问1详解】 黄铁矿需要研磨，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率； 小问2详解】 煅烧黄铁矿，在氧气作用下发生氧化反应生成氧化铁和二氧化硫，化学方程式是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2； 【小问3详解】 过程①中处理尾气SO2使用氢氧化钠吸收生成亚硫酸氢钠，离子反应方程式为SO2+ OH－ =； 【小问4详解】 已知1molSO2(g) 完全转化为1molSO3(g) 放热99kJ，则生成2mol三氧化硫放热99kJ×2=198kJ，故SO2催化氧化的热化学方程式2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ/mol； 【小问5详解】 焦亚硫酸钠遇强酸则放出一种刺激性气味的气体二氧化硫，而硫酸根离子和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故实验方法为：取少量的样品于试管中，加适量蒸馏水溶解，先加入足量的稀盐酸，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则样品已变质； 【小问6详解】 反应中铬化合价由+6变为+3、亚铁离子由+2变为+3，结合电子守恒可知，存在关系式：6Fe～6Fe2+～K2Cr2O7，滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02500 L=0.00075mol，则样品中含有的铁的物质的量为0.00075mol×6=0.0045mol，样品中铁含量为×100%=90%。 16. 某实验小组同学用铜与浓硫酸反应制取SO2，验证SO2性质并制备NaHSO3，设计如图所示实验装置。 回答下列问题： （1）①仪器a的名称是___________。②C中的实验现象是___________。 （2）确认浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+的操作方法___________。 （3）试管D中发生反应的离子方程式为___________。 （4）向装置E中通入SO2可制得NaHSO3.已知：Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图1所示，Na2SO4的溶解度曲线如图2所示。 ①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为测量溶液的pH，当pH约为___________时，停止通入SO2 。 ②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：___________，干燥，密封包装。 【实验中须使用的试剂有1.0 mol ·L-1 NaOH溶液、无水乙醇】 【答案】（1） ①. 分液漏斗 ②. 紫色石蕊溶液变为红色 （2）冷却后，将反应后混合溶液缓慢倒入水中，并不停地搅拌 （3）5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+ （4） ①. 4 ②. 边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤 【解析】 【分析】由实验装置可知，A中铜与浓硫酸反应生成SO2，B是安全瓶，有防倒吸的作用；C中石蕊试液变红色，检验二氧化硫水为酸性氧化物；D中酸性高锰酸钾溶液褪色，检验二氧化硫检验还原性；SO2继续通入E中碳酸钠溶液，反应生成NaHSO3，F装置进行尾气处理； 【小问1详解】 ①仪器a是分液漏斗；②由分析可知，C中的实验现象是紫色石蕊溶液变为红色； 【小问2详解】 确认反应后的产物中含有Cu2+的操作方法是冷却后，将反应后混合溶液缓慢倒入水中，并不停地搅拌，得到蓝色溶液，说明含有Cu2+； 【小问3详解】 D中SO2与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色，反应的离子方程式为：5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+； 【小问4详解】 ①由图1可知，当pH约为4时，的含量最高，此时应停止通SO2； ②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3，可边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。 17. 工业及汽车尾气已成为城市空气的主要污染源，研究其反应机理对于环境治理有重要意义。 （1）硝酸厂尾气可以回收制备硝酸。已知： ①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)   △H1=-113.0 kJ/mol ②3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)   △H2=-138.0 kJ/mol 4NO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=4HNO3(g)   △H=___________kJ/mol。 （2）液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图所示。 ①该脱硝过程的总反应的化学方程式为___________。 ②反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为___________。 ③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是___________。 （3）碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法。 NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐分别是NaNO2、NaNO3和___________。(填化学式) （4）NSR (NOX储存还原)可有效减少氮氧化物排放。工作原理：通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOX的储存和还原，如图所示。 若汽车所用的油品含硫量较高，BaO吸收NOX的能力下降至很低水平，结合化学方程式解释原因___________。 【答案】（1）-389.0 （2） ①. 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O ②. Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+－NH2，而后Fe2+－NH2吸收NO生成N2和H2O，并生成Fe2+与H+进入下一个循环 ③. NH3被氧化生成NO，造成NO含量增大 （3）NaHCO3 （4）油品中硫元素被氧化为SO2，2BaO+2SO2+O2=2BaSO4，BaSO4较稳定，难分解，也难与NOx反应 【解析】 【小问1详解】 已知：①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)   △H1=-113.0 kJ/mol ②3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)   △H2=-138.0 kJ/mol 将热化学方程式①+②×2，整理可得4NO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=4HNO3(g)   △H=-389 kJ/mol； 【小问2详解】 ①根据流程图可知：反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可知反应的化学方程式为：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O； ②根据图示可知：在反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为：Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+－NH2，而后Fe2+－NH2吸收NO生成N2和H2O，并且生成Fe2+与H+进入下一个循环中； ③氨氮比会直接影响该方法脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，这其中的主要原因是NH3被氧化生成NO，造成NO含量增大； 【小问3详解】 Na2CO3在溶液中有少量与水反应产生NaHCO3、NaOH，NaOH与NO2在溶液中反应产生NaNO3、NaNO2和H2O，因此NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐，它们分别是NaNO2、NaNO3和NaHCO3； 【小问4详解】 根据图示可知：在储存中，NO、O2在Pt催化下与BaO反应转化为Ba(NO3)2；在还原中Ba(NO3)2与还原性气体反应，转化为N2、H2O释放出来，若若汽车所用的油品含硫量较高，油品中硫元素被氧化为SO2，然后发生反应2BaO+2SO2+O2=2BaSO4，反应产生的BaSO4性质较稳定，难分解，也难与NOx反应，导致BaO吸收NOX的能力下降至很低水平。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$