第5章 化工生产中的重要非金属元素 章末复习建构课-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步讲义(人教版2019)

1．硫及其化合物 2．氮及其化合物 3．无机非金属材料 主题1　常见气体的制备及性质探究 1．气体制备及其性质探究的基本流程 2．常见气体的发生装置 (1)固＋固气(如制O2、NH3等) (2)固＋液―→气(如制H2、O2、CO2、SO2、NO2、NO等) (3)固＋液气(如制Cl2、SO2等) 3．常见气体净化装置 类型 液态 吸收剂 固态 吸收剂 固态 吸收剂 固体吸收 剂，加热 装置 4．常见气体的收集方法 (1)排水法：收集难溶于水的气体，如O2、H2、N2、NO、CO等。 (2)排液法：收集难溶于所选溶液的气体，如Cl2用排饱和食盐水法收集。 (3)向上排空气法：收集气体密度比空气的大且相差较大的气体，如Cl2、CO2、NO2等。 (4)向下排空气法：收集气体密度比空气的小的气体，如CH4、H2、NH3等。 5．尾气处理装置 注意：吸收式装置要注意防倒吸。 1．(2023·四川合格考)下列气体可用如图所示方法收集的是(　　) A．H2　　　　　 B．Cl2 C．SO2 D．NO A　[题图所示为向下排空气法收集气体，要求气体的密度比空气小，与空气的成分不能发生反应，A项符合题意。B项，Cl2的密度比空气大；C项，SO2的密度比空气大；D项，NO容易与空气中的O2反应产生NO2。] 2．(2022·12月山东合格考)选用下图所示的装置进行实验。 回答下列问题： (1)装置A中仪器a的名称为________。 (2)实验室用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3的发生装置为________(填标号)，该反应的化学方程式为______________________________________________，NH3的尾气处理装置为________(填标号)。 (3)实验室用Cu与稀硝酸反应制取NO，该气体的收集装置为________(填标号)。 [解析]　(1)装置A中仪器a的名称为圆底烧瓶。(2)实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨，故选择B装置；该反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；由于氨极易溶于水，故尾气处理时应该在导管口倒置一漏斗，防止水倒吸。(3)实验室用Cu与稀硝酸反应制取NO，NO不溶于水可以用排水法收集，可以用D装置。 [答案]　(1)圆底烧瓶　(2)B　CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　E　(3)D 主题2　无机框图推断题解题技巧 1．解题方法 2．常用“突破口” (1)物质的颜色 淡黄色固体—S、Na2O2；红棕色粉末—Fe2O3；红褐色沉淀—Fe(OH)3；蓝色沉淀；黑色固体—Fe3O4、CuO等；红色溶液；红棕色气体—NO2；黄绿色气体—Cl2。 (2)常见物质检验的现象 ①焰色试验：钠为黄色、钾为紫色(透过蓝色钴玻璃)。 ②Fe2+遇碱出现沉淀颜色变化：白色→灰绿色→红褐色；Fe3+遇SCN－显红色，遇碱生成红褐色沉淀。 ③高中阶段所学的气体中溶于水显碱性的只有氨；在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO。 ④能与盐酸、稀硫酸作用产生有刺激性气味的无色气体，且该气体能使溴水、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色的一般为含或的物质。 (3)物质的特殊性质 ①能使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后品红溶液又恢复红色)、Cl2(加热后品红溶液不恢复红色)。 ②使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。 ③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、 FeCl3溶液等。 ④能与SO2、Cl2、O2等气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。 ⑤在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、活性炭等。 ⑥Si可作半导体材料，SiO2可制作光导纤维。 ⑦与水反应放出气体的物质：Na、K、Na2O2等。 (4)熟悉重要无机物转化关系的常考形式 ①“ABCD(酸或碱)” NH3(N2)NONO2HNO3； H2S(S)SO2SO3H2SO4； NaNa2ONa2O2NaOH。 ②ABC NaOHNa2CO3NaHCO3； Na[Al(OH)4]Al(OH)3AlCl3； Na2CO3NaHCO3CO2； AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]。 3．(2023·四川合格考，改编)下列物质间的转化，不能通过一步反应完成的是(　　) A．Na2CO3→CaCO3　 B．N2→NO2 C．Al2O3→Na[Al(OH)4] D．S→SO2 B　[Na2CO3与CaCl2反应可以制得CaCO3，能通过一步反应完成，A不选；氮气与氧气在一定条件下反应得到一氧化氮，一氧化氮与氧气进一步反应得到二氧化氮，故N2→NO2不能通过一步反应完成，选B；Al2O3与NaOH反应可以得到Na[Al(OH)4]，能通过一步反应完成，C不选；单质硫在空气中燃烧可以得到二氧化硫，能通过一步反应完成，D不选。] 4．(2023·四川合格考)某元素从单质到盐的转化关系如下图，其他产物和反应条件均略去。 回答下列问题： (1)若X为木炭，R为NaOH溶液。 ①Y是________(填化学式)，该物质属于________(填“酸性”或“碱性”)氧化物。 ②反应Ⅲ的基本反应类型是________。 (2)若X为钙单质，R为盐酸。 ①Y常用做建筑材料，俗称________。 ②反应Ⅲ的化学方程式是____________________________________________ ___________________________________________________________________。 [解析]　(1)若X为木炭，与氧气反应生成的氧化物又能与水反应，则Y为CO2，生成的酸为H2CO3，碳酸与氢氧化钠反应生成的盐W为碳酸钠或碳酸氢钠；①Y是CO2，该物质属于酸性氧化物；②反应Ⅲ是酸与碱反应生成盐和水，基本反应类型是复分解反应。(2)若X为钙单质，与氧气反应生成氧化物Y为CaO2或CaO，与水反应生成Z为与R(盐酸)反应生成盐W为CaCl2；①Y常用做建筑材料，则为CaO，俗称生石灰；②反应Ⅲ是氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式是Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O。 [答案]　(1)CO2　酸性　复分解反应　(2)生石灰　Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O 5．(2022·内蒙古合格考)下图是中学化学中常见的一些物质之间的转化关系(其中部分反应产物已省略)，其中L是一种金属单质，A是一种黄绿色的非金属单质；F、M、N均为难溶于水的白色沉淀，M和N不溶于稀硝酸；B是一种具有刺激性气味的气体，且具有漂白性；C和D是中学化学中两种常见的强酸。请回答下列问题： (1)单质A的电子式为________，M的化学式为________。 (2)纯净的C是否为电解质________(填“是”或“否”)。 (3)B通入品红溶液中的现象为________________，原因为__________________。 (4)反应⑥是否属于氧化还原反应________(填“是”或“否”)。 (5)E→G反应的离子方程式为_________________________________________ ___________________________________________________________________。 (6)反应①的化学方程式为_____________________________________________ ___________________________________________________________________。 [解析]　A是一种黄绿色的非金属单质，A是Cl2；B是一种具有刺激性气味的气体，且具有漂白性，A、B与水反应生成两种强酸，C与硝酸银反应生成白色沉淀M，D与氯化钡溶液反应生成白色沉淀N；M和N均不溶于稀硝酸；B是SO2、C是HCl、D是H2SO4，M是AgCl、N是BaSO4；L是一种金属单质，L和氯气反应生成G，L和盐酸反应生成E，E和氯气反应生成G，可知L是变价金属，L是Fe、G是FeCl3、E是FeCl2；FeCl2和氢氧化钠反应生成F，F是Fe(OH)2，Fe(OH)2被氧气氧化为H，H是。(1)单质A是Cl2，电子式为，M是AgCl。(2)纯净的HCl是电解质。(3)SO2具有漂白性，通入品红溶液中的现象为品红溶液褪色。(4)反应⑥是、O2、H2O反应生成Fe(OH)3，Fe元素、O元素化合价改变，属于氧化还原反应。(5)E→G是FeCl2和Cl2反应生成FeCl3，反应的离子方程式为2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－。(6)反应①是SO2、Cl2、H2O反应生成硫酸和盐酸，反应的化学方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 [答案]　(1)　 AgCl　(2)是　(3)品红溶液褪色　SO2具有漂白性　(4)是　(5)2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－　(6)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl 考点1　硫及其化合物 1．(2022·7月黑龙江合格考)检验某溶液中是否含有的步骤是先滴加稀盐酸，若无明显现象，再滴加BaCl2溶液，现象是(　　) A．产生蓝色沉淀　 B．产生黄色沉淀 C．产生红棕色沉淀 D．产生白色沉淀 D　[欲检验某溶液中是否含有硫酸根离子，先滴加稀盐酸，无明显现象，证明原溶液中无碳酸根离子、亚硫酸根离子，银离子等，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀为硫酸钡，即可证明原溶液中存在硫酸根离子。] 2．(2022·河南合格考)下列关于S和SO2的说法正确的是(　　) A．硫粉在过量的纯氧中燃烧生成SO3 B．可用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 C．SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只变红不褪色 D．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性 C　[硫粉在过量的纯氧中燃烧只能生成二氧化硫，故A错误；二氧化硫和二氧化碳都能与澄清石灰水反应使溶液变浑浊，所以不能用澄清石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳，故B错误；二氧化硫不能使酸碱指示剂漂白褪色，所以二氧化硫通入紫色石蕊溶液中，溶液只变红不褪色，故C正确；二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色，反应中二氧化硫表现还原性，故D错误。] 3．(2022·7月浙江合格考)去除粗盐中少量K＋、Ca2+、Mg2+和精制盐的实验步骤如下： Ⅰ.取一定量粗盐于烧杯中，加蒸馏水搅拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水。 Ⅱ.在粗盐水中加入适当过量的A溶液，使完全沉淀；继续滴加适当过量的NaOH溶液，然后滴加过量的饱和Na2CO3溶液，静置后过滤，除去沉淀B，得到滤液。 Ⅲ.向所得滤液加盐酸至溶液呈中性或微酸性，再蒸发至稠状，趁热过滤、热水洗涤、干燥，可得到去除杂质离子的精盐。 请回答下列问题： (1)步骤Ⅱ，试剂A是________；沉淀B的成分有________ (A、B均用化学式表示)。 (2)步骤Ⅲ，检验溶液呈微酸性的实验方法是________________(不要求描述操作步骤和现象)。 (3)步骤Ⅲ，将溶液蒸发至稠状的目的是________；蒸发操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、坩埚钳、________。 [解析]　(1)Ba2+与反应生成BaSO4沉淀，步骤Ⅱ，加入适当过量的A溶液，使完全沉淀，为不引入新杂质，试剂A是BaCl2；加入氢氧化钠发生反应Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓，加入碳酸钠发生反应===BaCO3↓、===CaCO3↓，沉淀B的成分有BaSO4、、BaCO3、CaCO3。(2)步骤Ⅲ，用pH试纸检验溶液呈微酸性。(3)步骤Ⅲ除去K＋，将溶液蒸发至稠状形成氯化钠固体，目的是分离NaCl和KCl；蒸发操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、坩埚钳、蒸发皿。 [答案]　(1)BaCl2　BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3　(2)测pH　(3)分离NaCl和KCl　蒸发皿 4．(2022·广西合格考)二氧化硫(SO2)主要用于生产硫酸，也可用作防腐剂和抗氧化剂，还可用作漂白剂。实验室常用Na2SO3固体和70%硫酸溶液反应制备SO2。某同学利用如图所示装置(夹持装置已省略)制备SO2，并验证其部分性质。回答下列问题： (1)按图组装好仪器后，应先检查装置的________。 (2)仪器a的名称是________；仪器b中盛放的试剂是________。 (3)实验过程中，试管c中的品红溶液褪色，这说明SO2具有________性。 (4)从氯水、KI溶液、H2S饱和溶液、酸性KMnO4溶液四种试剂中，选择________加入试管d进行实验，可验证SO2的氧化性，与此实验有关的反应化学方程式为_________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (5)从环境保护的角度考虑，进行上述实验还需对该装置加以改进，其措施为_________________________________________________________________________________________________________________________________。 (6)上述实验完成后，加热试管c，可观察到的现象是__________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　(1)实验中有气体参与反应，因此按题图组装好仪器后，应先检查装置的气密性。(2)由仪器的构造可知，仪器a为圆底烧瓶，仪器b为分液漏斗，分液漏斗内盛放70%的浓硫酸。(3)二氧化硫有漂白性，能使品红溶液褪色。(4)为验证二氧化硫的氧化性，应在试管d中加入还原性的物质，因此试管d中盛放H2S饱和溶液，二氧化硫和H2S发生氧化还原反应生成硫单质和水，反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。(5)二氧化硫对环境有污染，不能直接排放到空气中，应在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的装置，用于处理尾气。(6)二氧化硫能与品红溶液中的有色物质结合而生成无色化合物，这种无色化合物不稳定，遇热后分解，恢复原来的颜色，因此实验完成后，加热试管c，可观察到的现象是溶液由无色变为红色。 [答案]　(1)气密性　(2)圆底烧瓶　70%的浓硫酸　(3)漂白　(4)H2S饱和溶液　2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　(5)在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的烧杯　(6)溶液由无色变为红色 考点2　氮及其化合物 5．(2023·四川合格考)运输浓硝酸的铁槽车上应粘贴的危险化学品标志是(　　) A 　　　B　　 　C　　　D A　[浓硝酸具有强烈的腐蚀性，运输浓硝酸的铁槽车上应贴腐蚀品标志。] 6．(2023·北京合格考)下列关于氨的性质的描述中，不正确的是(　　) A．有刺激性气味 B．难溶于水 C．常温常压下密度比空气的小 D．遇HCl时产生大量白烟 B　[氨与水分子之间会形成氢键，极易溶于水，B错误。] 7．(2022·黑龙江合格考)下图为自然界氮循环的示意图，其中哪一过程属于人工固氮(　　) A．① B．② C．③ D．④ B　[过程①氮气和氧气在闪电作用下反应生成NO，是自然固氮，过程②氮气和氢气在催化剂、高温、高压下反应生成氨，属于人工固氮，过程③为含氮部分转化为尿素，不是氮的固定，过程④是细菌分解生成氨，则属于人工固氮的是过程②。] 8．(2023·北京合格考)某同学研究铜与稀硝酸的反应，实验如下(夹持装置已略去，气密性良好)。 步骤Ⅰ 步骤Ⅱ 步骤Ⅲ 如图组装仪器并加入药品，分液漏斗旋塞关闭，U形管左侧无气体 将铜丝下移，一段时间后，U形管左侧产生无色气体，溶液逐渐变蓝，当液面低于铜丝时，反应逐渐停止 将铜丝上移，打开分液漏斗旋塞，U形管内气体进入分液漏斗立即变为红棕色，待气体全部进入分液漏斗后关闭旋塞 (1)HNO3中的氮元素为＋5价，是氮元素的最高价态，HNO3具有________(填“氧化”或“还原”)性。 (2)步骤Ⅲ中分液漏斗内的红棕色气体是________。 (3)补全铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋□______↑＋4H2O。 (4)上述实验过程中，有利于减少环境污染的措施有_________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________(写出一条即可)。 [解析]　(1)HNO3中的氮元素为＋5价，是氮元素的最高价态，HNO3具有氧化性。(2)步骤Ⅲ中分液漏斗内的红棕色气体是NO2。(3)根据元素守恒配平铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(4)实验过程中，有利于减少环境污染的措施有浸有NaOH溶液的棉花；铜丝上移；将NO2封存在分液漏斗中。 [答案]　(1)氧化　(2)NO2　(3)2NO　(4)浸有NaOH溶液的棉花；铜丝上移；将NO2封存在分液漏斗中 考点3　无机非金属材料 9．(2023·四川合格考)芯片是各种计算机、手机和微电子产品的核心部件，它的主要材料是(　　) A．Si B．SiO2 C．H2SiO3 D．Na2SiO3 A　[硅单质常用于太阳能电池、半导体材料与计算机芯片等，A正确。] 10．(2021·湖南合格考)下列关于SiO2的说法错误的是(　　) A．与NaOH溶液反应生成盐 B．高温下能与CaO反应生成盐 C．纯净的SiO2是光纤制品的基本原料 D．能与氢氟酸反应，属于碱性氧化物 D　[SiO2能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，A正确；SiO2高温下能与CaO反应生成硅酸钙，B正确；纯净的二氧化硅有良好的折光性，是现代光学及光纤制品的基本原料，C正确；SiO2能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，但四氟化硅不属于盐，且SiO2不与其他酸反应，不属于碱性氧化物，D错误。] 考点4　元素化合物综合考查 11．(2022·四川合格考)下列气体中，对人体无毒害作用的是(　　) A．Cl2 B．SO2 C．CO D．N2 D　[N2是空气组成成分，无毒且对人体无害，其他选项中的气体均有毒。] 12．(2022·黑龙江合格考)下列危害与酸雨无关的是(　　) A．破坏森林和草原 B．使土壤酸化 C．加速建筑物腐蚀 D．破坏臭氧层 D　[臭氧层被破坏的主要原因是人造化工制品对大气的污染，如氟利昂等，D项不符合题意。] 13．(2022·12月山东合格考)硫酸和硝酸是重要的化学试剂，下列说法错误的是(　　) A．稀硫酸具有酸性，可使紫色石蕊溶液变成红色 B．稀硝酸具有强氧化性，可与所有金属反应 C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D．浓硝酸具有不稳定性，实验室保存时可使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处 B　[酸能使紫色石蕊溶液变红，稀硫酸具有酸性，可使紫色石蕊溶液变成红色，A正确；稀硝酸具有强氧化性，可与绝大多数金属反应，但与Au、Pt不反应，B错误；浓硫酸具有吸水性，常用作干燥剂，干燥氢气、二氧化硫等气体，C正确；浓硝酸具有不稳定性，受热易分解，实验室保存时可使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，D正确。] 14．(2022·北京合格考)下列不能达到“实验目的”的“实验操作及现象”是(　　) 选项 实验目的 实验操作及现象 A 证明浓硫酸有吸水性 向蔗糖中滴加浓硫酸，蔗糖变黑 B 证明SO2具有漂白性 向品红溶液中通入SO2，溶液褪色 C 证明氧化性：Br2>I2 向KI和淀粉的混合溶液中滴加溴水，溶液变蓝 D 检验NH4Cl溶液中的 向NH4Cl溶液中加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 A　[向蔗糖中滴加浓硫酸，蔗糖变黑，证明浓硫酸有脱水性，A符合题意；向品红溶液中通入SO2，溶液褪色，证明SO2具有漂白性，B不符合题意；向KI和淀粉的混合溶液中滴加溴水，溶液变蓝，说明Br2将I－氧化为I2，证明氧化性：Br2>I2，C不符合题意；向NH4Cl溶液中加入浓NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明产生NH3，因此该操作可以检验NH4Cl溶液中的，D不符合题意。] 15．(2022·辽宁合格考)化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种重要途径。浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应：C＋2H2SO4CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。为检验反应的产物，设计了如下图所示的实验。请基于实验事实回答下列问题： (1)装置中仪器①的名称是________(填选项，下同)。 A．锥形瓶 B．圆底烧瓶 C．酒精灯 D．分液漏斗 (2)在浓硫酸与木炭的反应中，硫元素化合价的变化是________。 A．升高 B．降低 C．不变 D．无法判断 (3)装置②中的实验现象是白色粉末变蓝，这证明了产物中有________。 A．SO2 B．H2O C．CO2 D．SO2和CO2 (4)装置③中的实验现象是品红溶液褪色，体现了二氧化硫的性质是________。 A．酸性 B．还原性 C．氧化性 D．漂白性 (5)装置④中酸性高锰酸钾溶液的作用是________。 A．吸收SO2 B．吸收H2O C．吸收CO2 D．检验CO2 (6)装置⑤中可观察到的实验现象是________。 A．澄清石灰水变蓝 B．澄清石灰水变红 C．澄清石灰水变浑浊 D．澄清石灰水无现象 [解析]　(1)仪器①是圆底烧瓶，B正确。(2)木炭与浓硫酸反应时，S的化合价由＋6价降低为＋4价(SO2)，B正确。(3)无水硫酸铜粉末遇水变蓝，B正确。(4)二氧化硫使品红溶液褪色体现了二氧化硫的漂白性，D正确。(5)酸性高锰酸钾溶液是为了吸收多余的SO2，防止干扰CO2的检验，A正确。(6)装置⑤用于检验CO2，现象是澄清石灰水变浑浊，C正确。 [答案]　(1)B　(2)B　(3)B　(4)D　(5)A　(6)C 　化工生产中的重要非金属元素 一、选择题 1．安徽古代科学家方以智在其《物理小识》卷七《金石类》中指出：有硇水者，剪银块投之，则旋而为水。其中的“硇水”指(　　) A．硝酸　　　　　 B．硫酸 C．盐酸 D．醋酸 A　[硇水可以溶解银块，所以硇水是硝酸。] 2．下列有关硅及其化合物的说法错误的是(　　) A．二氧化硅常用于制作计算机芯片 B．工业上常用焦炭还原石英砂制得粗硅 C．硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族 D．碳纳米材料属于新型无机非金属材料 A　[计算机的芯片材料是高纯度硅，A错误；工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅，B正确；Si为14号元素，位于第三周期第ⅣA族，C正确；碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等纳米材料，D正确。] 3．下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是(　　) A．铵盐加热时都能产生NH3 B．氨的还原性可以解释氨与氯化氢的反应实验 C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好 D．氨极易溶于水，可以用来做喷泉实验 D　[铵盐加热时不都能产生NH3，如硝酸铵受热分解可生成一氧化二氮和水，A错误；氨与氯化氢反应不属于氧化还原反应，B错误；铵盐作氮肥时，与生石灰混用易反应生成氨，降低肥效，C错误；氨极易溶于水，导致烧瓶内外气压差的出现，产生喷泉，所以该实验体现了氨极易溶于水的性质，D正确。] 4．下列关于物质性质的叙述中正确的是(　　) A．Cl2能与金属活动性顺序中大多数金属反应 B．N2是大气中的主要成分之一，雷雨时可直接转化为NO2 C．硫是一种黄色的能溶于水的晶体，既有氧化性又有还原性 D．硅是应用广泛的半导体材料，常温下化学性质活泼 A　[Cl2具有强氧化性，能与金属活动性顺序中大多数金属反应，A正确；雷雨时N2与O2反应可生成NO，而不是NO2，B错误；硫难溶于水，C错误；硅在常温下化学性质不活泼，D错误。] 5．下列关于氮及其化合物的说法正确的是(　　) A．植物从土壤中吸收转化为氨基酸的过程属于氮的固定 B．汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一 C．NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化 D．铜比铁的还原性弱，因此可用铜制容器盛放浓硝酸 B　[氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程，A错误；汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一，B正确；NO2→N2O4的转化中氮元素化合价没有变化，未被氧化，C错误；铜可与浓硝酸反应，因此不可用铜制容器盛放浓硝酸，D错误。] 6．下列关于含硫化合物的说法错误的是(　　) A．SO2具有漂白作用，也有消毒杀菌作用 B．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)长期放置会变成硫酸钠，故常添加在葡萄酒里作为抗氧化剂 C．对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫是防治酸雨的最好措施 D．浓硫酸与蔗糖反应过程中体现了浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性 C　[SO2具有漂白作用，也能灭菌，有消毒杀菌作用，A正确；焦亚硫酸钠(Na2S2O5)长期放置会变成硫酸钠，说明其具有还原性，故常添加在葡萄酒里作为抗氧化剂，B正确；减少化石燃料的燃烧，使用新能源比对烟气进行脱硫更好，C错误；浓硫酸与蔗糖反应过程中首先生成碳，碳和浓硫酸生成二氧化碳和水，体现了浓硫酸的吸水性、脱水性、强氧化性，D正确。] 7．在给定条件下，下列选项物质间不满足每一步转化均能实现的是(　　) A．N2(g)NO(g)NaNO2(aq) B．SiO2Na2SiO3H2SiO3 C．SSO2SO3―→H2SO4 D．NH3NONO2―→HNO3 A　[NO与NaOH溶液不反应，A符合题意。] 8．自然界中的氮循环部分转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．氮气分子结构稳定，常温很难和其他物质发生反应 B．Ⅰ过程属于氮的固定 C．工业上也是利用图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个转化来生产硝酸的 D．图中Ⅱ、Ⅲ为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现 C　[氮气分子中含有氮氮三键，结构稳定，常温很难和其他物质发生反应，A正确；氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，Ⅰ过程从N2到，属于氮的固定，B正确；工业上是通过氨的催化氧化生成NO、NO被氧化为NO2、NO2和水反应三个转化来生产硝酸的，C错误；图中Ⅱ中氮从－3价升高到＋3价、Ⅲ中氮从＋3价升高到＋5价，都为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现，D正确。] 9．在一定温度和压强下将充满N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是(　　) A．2∶3 B．3∶2　 C．3∶5 D．5∶3 A　[设原体积为V，则可建立如下关系： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV 3 1 2 V(NO2) V 所以V(NO2)＝，V(N2)＝，V(N2)∶V(NO2)＝2∶3。] 10．在实验室采用如图装置制备气体，合理的是(　　) 选项 化学试剂 制备的气体 A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3 B MnO2＋HCl(浓) Cl2 C MnO2＋KClO3 O2 D NaCl＋H2SO4(浓) HCl C　[氨的密度小于空气，收集氨需要用向下排空气法收集，A不合理；由题给装置图可知，该实验装置可用于固、固加热型反应，而浓盐酸是液体，所以不能用该装置制备Cl2，B不合理；KClO3受热分解制备氧气属于固、固加热型，且氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集，C合理；浓硫酸是液体，所以不能用该装置制备HCl，D不合理。] 11．如图是部分含硫分子和离子的价荷图，同一纵坐标各微粒间可以通过与OH－或H＋反应实现转化。下列推断不合理的是(　　) A．c可使紫色石蕊溶液变红色 B．a与c反应可生成b C．如果将填入坐标，应该填在f的位置 D．d的浓溶液常用作干燥剂，可以干燥a气体 D　[a是H2S；b是S单质；C是H2SO3；D是H2SO4；H2SO3具有酸性，可使紫色石蕊溶液变红色，A正确；H2S与H2SO3可发生归中反应，生成S和H2O，B正确；的电荷数为中S的化合价为＋6、O的化合价为－2和－1，如果将填入坐标，应该填在f的位置，C正确；浓硫酸常用作干燥剂，能氧化H2S，不能干燥H2S气体，D错误。] 12．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　) 选项 操作 现象 解释或结论 A 过量的Fe粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴加KSCN溶液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ B Al箔插入稀硝酸中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 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 向盛有某溶液的试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无 C　[稀硝酸与Fe粉反应，首先生成Fe3+，过量的铁将Fe3+还原得到Fe2+，滴入KSCN溶液不显红色，A项错；Al箔能与稀硝酸反应放出NO，B项错；检验溶液中的，应加入浓NaOH溶液，且需要加热，故D项操作无法确定是否含有，D项错。] 13．水合肼(N2H4·H2O)为无色透明的油状发烟液体，是一种重要的精细化工原料，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3===N2H4·H2O＋NaCl。下列关于实验室制备水合肼的操作不正确的是(　　) A．装置甲中试剂X可以选择生石灰 B．装置乙作为反应过程的安全瓶 C．装置丙制备水合肼时氨从b口进入 D．装置丁可用于吸收多余的尾气 C　[装置甲用于制备氨，试剂X可以是生石灰，利用CaO与水反应放热使氨从溶液中逸出，A正确；氨极易溶于水，为防止倒吸，用装置乙作为安全瓶置于甲和丙之间，B正确；为有利于氨与NaClO溶液反应，制备水合肼时氨应从装置丙a口进入，C错误；氨会污染环境，实验时用装置丁进行尾气处理并防倒吸，D正确。] 14．探究氮及其化合物的性质过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　) A．图①将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明NH3极易溶于水 B．将图②烧杯中的H2O改为NaOH溶液，喷泉实验效果会更好 C．图③加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性 D．将红热的Pt丝伸入如图④所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨催化氧化的产物中有NO2 D　[将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，即可说明氨极易溶于水，导致试管内气压急剧减小，所以液体迅速充满试管，故A正确；二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，二氧化氮与氢氧化钠溶液能反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应更容易，则喷泉实验效果会更好，故B正确；图③加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热分解的产物有水，说明NH4HCO3具有热不稳定性，故C正确；氨水具有挥发性，挥发出来的氨在红热的铂丝作催化剂作用下与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮与空气中的氧气反应产生二氧化氮，氨催化氧化的产物中无NO2，故D错误。] 二、非选择题 15．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系图如下。 回答下列问题： (1)在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是___________________________________________________________。 (2)在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)实验室中，检验溶液中含有的操作方法是________________________。 (4)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：____________________________________________________________________， 当反应消耗3.36 L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为________mol。 [解析]　由氮元素化合价—物质类别关系图分析可知，A为氨，B为二氧化氮，C为硝酸。物质B为红棕色气体NO2，和水反应的离子方程式为===＋NO，反应中3 mol NO2参与反应转移电子2 mol，标准状况下3.36 L NO2的物质的量＝＝0.15 mol，当反应消耗0.15 mol NO2时转移电子的物质的量为0.15 mol×＝0.1 mol。 [答案]　(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O　(2)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (3)取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有===＋NO　0.1 16．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下： (1)工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________。 当有1 mol C参与反应时，该反应转移的电子数是________。 (2)还原炉中发生的化学反应方程式为__________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外，还有________。 (4)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________。 (5)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃(硅酸钠的水溶液)和盐酸反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。 [解析]　(1)用石英砂和过量焦炭高温加热生成粗硅的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，2→2O当有1 mol C参与反应时，该反应转移的电子数是2NA。(2)还原炉中用H2还原SiHCl3，生成高纯度的Si单质，发生的化学反应方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HCl。(3)流化床反应器中发生反应：Si＋3HClSiHCl3＋H2，还原炉中发生反应：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，所以可以循环的物质还有H2、HCl。(4)用氢氟酸来雕刻玻璃，氢氟酸和SiO2反应，化学方程式为4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。(5)水玻璃和盐酸反应制取硅酸的离子方程式为＋2H＋===H2SiO3。 [答案]　(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　2NA　(2)SiHCl3＋H2Si＋3HCl　(3)H2、HCl　(4)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O　＋2H＋===H2SiO3 17．化石燃料的燃烧过程中会产生废气及颗粒等污染物，它们在太阳辐射等作用下，经过复杂变化形成次生污染物(如图所示)，进而在一定的天气条件下造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。某班同学分成几个学习小组，以其中的SO2为例，进行了一系列的研究性学习： (1)在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终会形成________(填化学式)随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。 (2)甲组同学设计用生石灰进行燃煤脱硫工艺，如图所示，请写出脱硫生成X的总反应方程式：_____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)乙组同学拟用碱液吸收的方法去除烟气中的SO2，设计了如下两种方案： 方案A： 方案B： 方案展示后，全班同学讨论后认为两种方案各有优势并可以进一步优化： 新方案的优点是________(填物质名称)实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。 (4)为测定空气中SO2的含量，丙组同学将空气样品经过管道通入盛有200 mL 0.10 mol·L-1酸性KMnO4溶液的密闭容器中，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________________， 若管道中空气流量为a L·min-1，经过b min溶液恰好褪色，假定空气中的SO2可被溶液充分吸收，则该空气样品中的SO2含量为________g·L-1(用含a、b的代数式表示)。 [解析]　(1)在空气、水蒸气的共同作用下，SO2最终被氧化、吸收会形成H2SO4随雨水落下，损伤农作物、加快建筑物腐蚀。(2)用生石灰进行燃煤脱硫生成X，X是CaSO4，总反应方程式：2CaO＋2SO2＋O2===2CaSO4。(3)对比前后方案可知，新方案氢氧化钠实现了循环利用，降低了成本，符合资源再利用的原则。(4)空气中SO2经过管道通入酸性KMnO4溶液的密闭容器中，发生反应的离子方程式为===＋4H＋；依题意，KMnO4物质的量是200 mL×0.10 mol·L-1＝0.02 mol，溶液恰好褪色，则KMnO4完全反应，根据方程式的化学计量数关系可知，通入的SO2物质的量为0.02 mol×＝0.05 mol，则该空气样品中的SO2含量为= g·L-1。 [答案]　(1)H2SO4　(2)2CaO＋2SO2＋O2===2CaSO4　(3)氢氧化钠　===＋4H＋　 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$