第五章 化工生产中的重要非金属元素【B卷·测试卷】-2024-2025学年高一化学同步单元AB卷（天津专用，人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Mg-24 Al-27 S-32 一、选择题（本大题共14个小题，每题3分，共60分，每题只有一个选项符合题目要求。） 1．人工智能在化学领域的应用正变得越来越广泛，尤其是在药物发现和材料科学中。我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的是 A．C919使用的碳纤维复合材料 B．盾构机钻头刀刃的硬质钨合金 C．浙大科学家用冰制作出的“冰光纤” D．卫星芯片使用的高纯硅 【答案】B 【详解】A．C919使用的碳纤维是C元素的单质，属于新型无机非金属材料，A错误； B．盾构机钻头刀刃的硬质钨合金是合金，属于金属材料，B正确； C．冰是固态H2O，H2O是无机化合物，故浙大科学家用冰制作出的“冰光纤”属于非金属材料，C错误； D．卫星芯片使用的高纯硅是晶体硅，晶体硅属于无机非金属材料，D错误； 故合理选项是B。 2．无锡窑群遗址博物馆，位于古运河与伯渎港交汇处，它是我国第一座全面展示中国砖瓦发展史的主题博物馆。下列叙述正确的是 A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有 B．墙体使用的砖瓦、水泥都是硅酸盐材料 C．陈列的砖瓦的原料有高岭土，其中硅元素的化合价为价 D．青砖的青色主要来自氧化铁 【答案】B 【详解】A．钢化玻璃与普通玻璃的主要成分相同(只是制造的工艺不同)，主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A项错误； B．砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B项正确； C．高岭土应该表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，其中硅元素的化合价为+4价，C项错误； D．青砖的青色主要来自氧化铁，D项错误； 故选：B。 3．下列所示装置或操作能达到实验目的的是 A．实验室快速制氨气 B．配制FeCl3溶液 C．钠的燃烧 D．观察白烟生成 【答案】A 【详解】A．浓氨水滴到NaOH固体上，NaOH溶解放热有利于氨气挥发，可快速制得氨气，故A正确； B．溶解固体应在烧杯中进行，不能直接在容量瓶中溶解，故B错误； C．灼烧固体应在坩埚中，不能在玻璃表面皿中，故C错误； D．浓硫酸难挥发，不能在空气中观察到白烟，故D错误； 故选：A。 4．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．在点燃条件下，Fe(s)与Cl2(g)反应一定生成FeCl3，即便Fe过量也不会生成FeCl2，A不能实现； B．在光照条件下，HClO在水溶液中发生分解，生成HCl(ag)和O2(g)，不能生成Cl2(g)，B不能实现； C．Al2O3为两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，它与NaOH溶液反应时，生成Na[Al(OH)4](aq)，C能实现； D．S(s)在O2(g)中点燃时发生燃烧，生成SO2(g)，D不能实现； 故选C。 5．下列叙述正确的有 ①、、都是大气污染物，都能在空气中稳定存在 ②常温下，可以用铁制容器盛装浓硝酸或浓硫酸，这是因为铁在常温下与浓硝酸，浓硫酸不反应 ③性质稳定，工业生产金属镁时，为防止被氧化，可以用作保护气 ④敞口放置的浓硝酸和浓硫酸，浓度均会变低 ⑤氨气极易溶于水，故可用做制冷剂 ⑥通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮化合物，是自然固氮的途径之一 ⑦足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化 ⑧硝酸见光分解，所以硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中 A．②③④⑥ B．④⑥⑧ C．④⑥⑦⑧ D．①③④⑧ 【答案】B 【详解】①常温下能与氧气接触反应，不能在空气中稳定存在，故错误； ②常温下，可以用铁制容器盛装浓硝酸或浓硫酸，这是因为铁在常温下与浓硝酸，浓硫酸发生钝化，钝化属于化学变化，故错误； ③金属镁与在点燃条件下反应，因此不能用作金属镁的保护气，故错误； ④浓硝酸易挥发，空气中放置时溶质减少，浓度降低；浓硫酸易吸收空气中水分，浓度变低，故正确； ⑤氨气做制冷剂，是因其易液化，液氨在气化时吸收大量的热，与氨气溶解性无关，故错误； ⑥氮的固定有自然固氮和人工固氮两种，其中豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮化合物属于自然固氮，故正确； ⑦硝酸具有强氧化性，能将铁氧化为三价铁，三价铁与过量的铁反应会生成，故错误； ⑧硝酸不稳定，见光分解，因此硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中避光保存，故正确； 正确的有：④⑥⑧；故B正确； 故选：B。 6． 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．氨水中：、、、 B．稀硫酸中：、、、 C．溶液中：、、、 D．使酚酞变红的溶液中：、、、 【答案】A 【详解】A．氨水中，除了、、、外，还有氨水电离出的和，各离子之间都不发生反应，能大量共存，A正确； B．稀硫酸中存在和，其中和不能共存，和不能共存，B错误； C．溶液具有强氧化性，在存在下能氧化而不能共存，C错误； D．使酚酞变红的溶液存在，与和都不能共存、，D错误； 故答案为A。 7．通入足量的稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是 A．上述过程中，最终被还原的是 B．从上述反应可以得出结论，氧化性：稀硫酸 C．上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体 D．假设完全反应，同温同压下，和逸出气体的体积比为 【答案】D 【详解】A．将适量的通入足量的溶液中，溶液呈酸性，Fe3+有氧化性，能将氧化成硫酸，滴加从而生成白色沉淀，自身被还原为Fe2+，故溶液变为浅绿色，但立即又变为黄色，说明Fe2+又被氧化为Fe3+，则可知溶液中的在酸性环境中把Fe2+氧化为Fe3+，所以最终被还原的是，A正确； B．在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，铁离子可以氧化亚硫酸为硫酸，说明氧化性铁离子＞稀硫酸，根据硝酸可以氧化亚铁离子为铁离子，可知氧化性硝酸强于铁离子，所以氧化性：稀硫酸，B正确； C．硝酸氧化亚铁离子，自身会被还原为一氧化氮，一氧化氮无色，难溶于水，C正确； D．由A中的分析可知，最终相当于硝酸根氧化二氧化疏，得到一氧化氮，根据电荷守恒可知3SO2～2NO～2NO，所以气体体积比是3:2，不是1:1，D错误； 故选D。 8．下列“类比”结果正确的是 A．向固体中加入少量水放出热量，则向固体中加入少量水也放出热量 B．相同温度下，的溶解度比的大，则的溶解度也比的大 C．酸性氧化物与水反应生成碳酸，则酸性氧化物与水反应生成硫酸 D．少量通入溶液中产生白色沉淀，则通入溶液也产生白色沉淀 【答案】C 【详解】A．向固体中加入少量水吸收热量，故A错误； B．相同温度下，的溶解度比的小，故B错误； C．酸性氧化物与水反应生成碳酸，酸性氧化物与水反应生成硫酸，故C正确； D．和溶液不反应，故D错误； 选C。 9．实验室进行制备并验证性质的实验，下列相关原理、装置及操作正确的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙验证漂白性 C．用装置丙收集 D．用装置丁吸收尾气 【答案】D 【详解】A．铜与浓硫酸反应生成二氧化硫需要加热，A错误； B．SO2可以漂白品红溶液，不能漂白酸碱指示剂，SO2通入紫色石蕊试液中溶液变红色，B错误； C．SO2的密度大于空气，排空气法收集SO2时应该从长导管进入，C错误； D．SO2与NaOH溶液反应，可以用NaOH溶液吸收SO2，并用倒置的漏斗防止倒吸，D正确； 答案选D。 10．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是(　　) A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原 C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O 【答案】D 【解析】过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2＋O22NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NO被氧化为NO，涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，且电荷不守恒，故D错误。 11．通过反应制取氮化镓（）。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙干燥氨气 C．用装置丙制备氮化镓 D．用装置丁处理尾气并收集氢气 【答案】D 【详解】A．氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，为固体加热反应，采用固固加热型装置，A能达到实验目的； B．碱石灰不能与氨气发生反应，能用来干燥氨气，B能达到实验目的； C．通过反应制取氮化镓（），为加热反应，C能达到实验目的；    D．氢气密度小于空气，装置中氢气应该短进长出，D不能达到实验目的； 故选D。 12．室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 往某溶液中加入盐酸产生无色气体 该溶液一定含有 B 将湿润的有色布条放入干燥的氯气，布条褪色 氯气具有漂白性 C 向蔗糖中滴加几滴蒸馏水，再加入浓硫酸，产生海绵状黑色物质，并产生刺激性气味气体 浓硫酸体现了吸水性、脱水性和强氧化性 D 用洁净的铂丝蘸取某溶液灼烧，火焰呈黄色 溶液中不含钾元素 【答案】C 【详解】A．某溶液加入足量盐酸，放出无色气体，该气体是二氧化碳或是二氧化硫，该溶液中可能含有、、等离子，不一定含有碳酸根离子，故A错误. B．氯气本身没有漂白性，氯气与水反应生成的次氯酸才具有漂白性，所以潮湿的有色布条褪色，故B错误； C．浓硫酸使蔗糖脱水后，C与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，由操作和现象可知浓硫酸体现了吸水性、脱水性和强氧化性，故C正确； D．钾的焰色为紫色会被钠的黄色焰色掩盖，应透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色，因此用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰颜色呈黄色不能确定是否有钾元素，D错误； 故选C。 13．已知，某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。下列有关表述错误的是 A．用装置甲高温分解，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间 B．用装置乙检验分解产生的，应该将石蕊溶液换成品红溶液 C．用装置丙可检验分解产生的，现象是产生白色沉淀 D．用装置丁可吸收尾气，避免污染环境 【答案】C 【详解】A．用装置甲高温分解FeSO4，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2，能排出装置中的空气，防止干扰实验，故A正确； B．二氧化硫能使品红溶液褪色，三氧化硫和品红溶液不反应，用装置乙检验分解产生的SO2，应该将石蕊溶液换成品红溶液，故B正确； C．SO3通过乙装置时已经被完全吸收，二氧化硫和氯化钡溶液不反应，所以再通过丙装置时没有白色沉淀生成，故C错误； D．SO2、SO3都有毒且都是酸性氧化物，都能被碱液吸收，所以用装置丁可吸收尾气，避免污染环境，故D正确； 答案选C。 14．“价-类”二维图是学习、探究高中化学常见元素的不同物质之间转化的重要方法。硫元素的“价-类”二维图如图，下列相关说法正确的是 A．b是城市空气质量检测的主要指标，化石燃料燃烧是其来源之一 B．单质a在氧气中燃烧得到b还是c取决于氧气的用量或浓度 C．j与硫酸铜溶液混合可以制得d，利用强酸制备弱酸原理 D．q的钠盐溶液与氯化铁溶液能大量共存 【答案】A 【详解】A．b为二氧化硫，是城市空气质量检测的主要指标，化石燃料燃烧是其来源之一，A正确； B．S单质与氧气反应只能一步转化为二氧化硫，无论氧气是否过量，都只能生成二氧化硫，B项错误； C．j与硫酸铜溶液混合可以制得d，H2S与硫酸铜可以制得硫化铜，因生成的不溶于稀硫酸，故能制得硫酸，不是强酸制弱酸，C项错误； D．q为硫化物或硫氢化物，其钠盐具有还原性，能氧化-2价的S，因发生氧化还原反应而不能大量共存，D项错误； 答案选A。 15．氮的氧化物是大气污染物之一，如图所示为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是(　　) A．整个过程中Ni2+作催化剂 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O—＋N2 C．过程中涉及的反应均为氧化还原反应 D．过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 【答案】D 【解析】整个过程中Ni2+先参加反应后又被生成，Ni2+是催化剂，A正确；过程Ⅰ中的反应物为Ni2+、NO，产物为Ni3+、O－、N2，对应的化学方程式为2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O—＋N2，B正确；过程Ⅰ、Ⅱ中的化学反应均存在元素化合价的升降，即涉及的反应均为氧化还原反应，C正确；过程Ⅱ的化学方程式为2Ni3+＋2O—===2Ni2+＋O2↑，镍元素化合价降低，Ni3+是氧化剂，氧元素化合价升高，O－是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，D错误。 16．实验室模拟工业上利用废渣(主要成分为，杂质为)提炼金属铝的流程如图所示。 已知：滤渣2的成分为和。下列说法错误的是 A．滤渣1的成分为，气体是酸性气体 B．“氧化”反应的离子方程式： C．实验室中进行过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．高温下铝粉和氧化铁能剧烈反应，常用于焊接钢轨 【答案】A 【分析】废渣主要成分为，杂质为。用稀盐酸溶解废渣，过滤，得到氯化铝、氯化亚铁、氯化铁的混合液，SiO2不溶于盐酸，滤渣1是SiO2；滤液通入氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁，加氧化铁调节pH生成氢氧化铁沉淀除铁，滤渣2是Fe(OH)3、，滤液中通入氨气生成氢氧化铝沉淀，过滤，氢氧化铝灼烧得氧化铝，电解熔融氧化铝得到金属铝。 【详解】A．根据以上分析，SiO2不溶于盐酸，滤渣1的成分为，气体和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，X是碱性气体NH3，故A错误； B．“氧化”反应是氯气把氯化亚铁氧化为氯化铁，离子方程式为，故B正确； C．实验室中进行过滤操作装置图为，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，故C正确； D．高温下铝粉和氧化铁能剧烈反应生成铁和氧化铝，该反应放出大量的热，常用于焊接钢轨，故D正确； 选A。 17． 下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法不正确的是(　　) A．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化 B．溶液b中阳离子一定有Fe2+、H＋ C．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2+＋4H＋＋O2===4Fe3+＋2H2O D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a 【答案】D 【解析】溶液a转化为溶液b的过程中，发生反应Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，SO2中硫元素化合价升高，SO2被氧化，A正确；溶液a转化为溶液b的过程中，发生反应Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，溶液b中阳离子一定有Fe2+、H＋，B正确；溶液b中通入空气，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，反应的离子方程式为4Fe2+＋4H＋＋O2===4Fe3+＋2H2O，C正确；溶液c中含有硫酸铁和硫酸，硫酸和FeO反应生成FeSO4和水，加入FeO不能使溶液c转化为溶液a，D错误。 18．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2(不考虑反应2NO2⥫⥬N2O4)和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　) A．1：1 B．5：7 C．7：5 D．4：3 【答案】A 【解析】由两个试管的容积相同可知，一氧化氮和二氧化氮的体积相同，由阿伏加德罗定律可知，一氧化氮和二氧化氮的物质的量相同，两支试管中分别发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由氮原子个数守恒可知，两个试管所得硝酸的物质的量相同，因溶液的体积相同，则两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1，故答案为A。 19．硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后，会形成光化学烟雾，破坏臭氧层等。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。氨气也可以用来处理氮氧化物。例如，氨气与一氧化氮可发生如下反应： 4NH3＋6NO5N2＋6H2O。将一定量NO和NO2的混合气体通入300 mL 5 mol/L NaOH溶液中，恰好被完全吸收。下列说法不正确的是(　　) A．原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16.8 L B．所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为1∶2 C．若用氨气处理，所需氨气在标准状况下的体积可能为22.4 L D．在用氨气处理氮氧化物时，氮氧化物发生还原反应 【答案】C 【解析】300 mL 5 mol/L NaOH溶液，含NaOH的物质的量为1.5 mol，若只发生反应NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，则n(NO)＝0.75 mol，在标准状况下的体积可能为16.8 L，A项正确；不确定NO和NO2的量，因为可能发生NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O和2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O两个反应，所以所得溶液中n(NaNO3)和n(NaNO2)之比可能为1∶2，B项正确；由上述分析可得V(NO)≤16.8 L，若发生反应4NH3＋6NO5N2＋6H2O，则所需NH3在标准状况下的体积≤16.8 L×＝11.2 L，不可能为22.4 L，C项错误；反应4NH3＋6NO===5N2＋6H2O中NO作氧化剂被还原为N2，D项正确。 20．已知“氨碱法”的部分工艺流程如下： 我国近代化学家侯德榜发明了“联合制碱法”：在“氨碱法”的基础上，通过向“母液”中先通入氨气，将HCO转化为CO，再加入NaCl细粉的方式获得NH4Cl晶体，从而提高了母液的利用率。下列有关“联合制碱法”说法正确的是(　 ) A．母液中存在的主要离子：NH、Cl－、Na＋、CO B．反应Ⅰ析出的NaHCO3晶体表面附有的NH4Cl可以通过加热除去 C．向母液中加入NaCl细粉时发生的反应：NH＋Cl－===NH4Cl↓ D．将析出NH4Cl晶体后的溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可获得更多的NH4Cl晶体 【答案】C 【解析】“氨碱法”制纯碱是向饱和氯化钠溶液中通入NH3和CO2，生成碳酸氢钠沉淀，过滤后，碳酸氢钠固体加热分解得纯碱，分解时产生的CO2可以通入饱和氯化钠溶液循环利用，过滤出碳酸氢钠沉淀后的母液是碳酸氢钠的饱和溶液，同时溶质含有氯化铵，联合制碱法在此基础上，进行了改良，提高了母液的利用率。反应Ⅰ析出碳酸氢钠，故母液是碳酸氢钠的饱和溶液，同时含有反应生成的氯化铵，故母液中存在的主要离子有NH、Cl－、Na＋、HCO，而不是CO，A错误；碳酸氢钠受热也会分解，故碳酸氢钠晶体表面附有的氯化铵杂质不可以通过加热除去，B错误；反应起始为氯化钠的饱和溶液，故母液中氯化铵的浓度较高，加入氯化钠细粉，氯离子浓度增大，促进氯化铵晶体的析出，C正确；析出氯化铵晶体后的溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可获得更多的氯化钠晶体，D错误。 二、非选择题（本大题共4个小题，共40分） 21．（10分）综合利用、CO对构建低碳社会有重要意义。 (1)、、MgO均能吸收。如果寻找吸收的其他物质，下列建议合理的是 (填字母)。 A．可在碱性氧化物中寻找        B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C．可在具有强氧化性的物质中寻找 (2)可用于吸收、释放，原理是在 ，与接触后生成；平衡后加热至，反应逆向进行，放出，再生，写出与反应的化学方程式： 。 (3)如图所示，利用缺铁氧化物(如)可实现的综合利用、构建低碳环保社会。 过程Ⅰ反应中二氧化碳作 (填“氧化”或“还原”)剂，每生成3mol的可转化的体积为 (标准状况)。 (4)我国某科研团队用CoPe和催化剂串联催化二氧化碳制甲烷(反应微观过程如图所示)。 请根据图示写出催化过程②的反应方程式： ；总的来看，1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为 。 (5)下图为海水吸收并进行碳循环的原理示意图。 请根据图示写出“钙化”中释放的化学方程式： 。 【答案】(1)AB（1分） (2)或（2分） (3) 氧化（1分） 22.4L（1分） (4) （2分） （1分） (5)（2分） 【详解】（1）、、MgO 都属于碱性氧化物，且为ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物，但不具有强氧化性，故AB合理； 故答案为：AB； （2）在 ，与为反应物，生成，则根据质量守恒可知，有或生成；加热至，反应逆向进行，与为生成物；则反应方程式为或； 故答案为：或； （3）从图中可看出，过程Ⅰ中转化为，碳元素的化合价由+4价降低为0价，被还原，则为氧化剂；过程Ⅰ反应方程式为，则每生成3mol的消耗1mol，即转化的体积为22.4L(标准状况）； 故答案为：氧化；22.4L； （4）从反应微观过程可看出，催化过程②、转化为，根据质量守恒，有生成，故反应方程式为；总反应方程式为，转化为，碳元素化合价由+4价降低为-4价，转移电子为，故1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为； 故答案为：；； （5）根据图示看出，“钙化”过程生成、释放，反应物为与，则根据质量守恒有生成，化学方程式为； 故答案为：。 22．（12分）I.在工业上，硫酸铝铵被广泛用于制造纸浆，纺织品染色剂，医药制剂等。若需配制240mL0.1mol/L的硫酸铝铵溶液，请回答下列问题： (1)需用托盘天平称量硫酸铝铵固体 g，配制该溶液时，除下列仪器外，还需要的玻璃仪器有 (填仪器名称)； (2)以下实验操作会导致所配溶液浓度偏高的是_______； A．定容摇匀后，凹液面低于刻度线 B．配置过程中未洗涤烧杯和玻璃棒 C．容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥 D．定容时，俯视刻度线 (3)下图为某同学的实验操作，指出该同学的操作中错误之处 ； (4)取上述配制好的硫酸铝铵溶液25.0mL，加入等浓度的溶液，生成沉淀的质量与加入溶液体积如图所示。 ① mL()； ②b点后所发生反应的离子方程式为： 。 II.体检的一些指标常用物质的量浓度表示 (5)某人的血液中葡萄糖(简称血糖，葡萄糖的相对分子质量为180)检测结果为84mg/dL，则此人血糖检测的物质的量浓度为 mmol/L(结果保留两位小数)。 【答案】(1) 5.9（2分） 250 mL容量瓶、胶头滴管（2分） (2)D （1分） (3)玻璃棒末端未伸入到刻度线以下（1分） (4) 100（2分） （2分） (5)（2分） 【详解】（1）需配制240 mL 0.1mol/L的硫酸铝铵溶液，选250 mL容量瓶，硫酸铝铵固体质量为，需用托盘天平称量硫酸铝铵固体5.9g；配制该溶液时，除下列仪器外，还需要的玻璃仪器有250 mL容量瓶，胶头滴管； （2）A．定容摇匀后，凹液面低于刻度线，无影响，A错误； B．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒，造成部分溶质损失，所配制稀硫酸的浓度偏小，B错误； C．容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥，无影响，C错误； D．定容时俯视刻度线，溶液的体积偏小，浓度偏大，D正确； 故选D。 （3）向容量瓶中转移溶液时，为防止液体残留在刻度线以上，玻璃棒引流时，玻璃棒末端应伸入到刻度下以下； （4）①0.1mol/L硫酸铝铵溶液25.0mL，加入0.1mol/L的溶液，中的先与生成，可知，需要V1=75 mL溶液，再加溶液发生反应为，需要V2-V1=25 mL溶液，故100 mL； ②b点后所发生的是与溶液的反应，离子方程式为：； （5）根据单位之间的换算得； 23．（8分）脱硫是天然气、电力、石油化工等行业中非常重要的一个环节，其主要目的是去除含硫化合物，以减少环境污染和提高产品质量。 (1)天然气中含有少量，在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。 ①该催化脱硫过程总反应的化学方程式为 。 ②该催化过程中，要控制反应温度不能过高，原因是 。 (2)钙基脱硫剂常用于工业烟气的干法脱硫。通过添加活性组分可以提高脱硫性能，为筛选出能够更加有效提升脱硫剂脱硫效果的活性组分，进行研究：250℃时，初始浓度、模拟烟气流量相同的条件下，分别添加0.1g及氨基类活性物质进行脱硫实验，结果如图所示。 ①反应一段时间后，出口浓度都升高的原因是 。 ②250°C时，已分解为固体，氨基类活性物质分解产生气态。氨基类活性物质脱硫性能明显优于的原因是 。 (3)石油化工会产生含硫（-2价）废水，碱性条件下，催化氧化废水的机理如图所示。 ①步骤Ⅲ可描述为 。 ②步骤Ⅳ中，化合价发生变化的元素有 。 【答案】(1) （2分） 温度太高，硫杆菌失去活性（1分） (2) 随着反应时间的延长，活性组分逐渐被消耗（1分） 250℃时，碳酸氢钠分解为碳酸钠固体，反应为“气-固”模式，氨基类活性物质产生气态，反应为“气-气”模式，氨基类活性物质显著增大了脱硫剂与的接触面积，脱硫效率优于（2分） (3) 被*O氧化为S，*O得电子后与结合生成 （1分） O、Mn（1分） 【详解】（1）①天然气中含有少量，在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫，其中硫杆菌做催化剂，硫酸亚铁是中间产物循环使用，总化学方程式为：； ②催化剂在特定条件下的催化效率高，温度高，会失去活性，答案为：温度太高，硫杆菌失去活性； （2）通过添加活性组分可以提高脱硫性能。 ①反应一段时间后，出口浓度都升高的原因是：随着反应时间的延长，活性组分逐渐被消耗； ②250°C时，已分解为固体，氨基类活性物质分解产生气态。氨基类活性物质脱硫性能明显优于的原因是：250℃时，碳酸氢钠分解为碳酸钠固体，反应为“气-固”模式，氨基类活性物质产生气态，反应为“气-气”模式，氨基类活性物质显著增大了脱硫剂与的接触面积，脱硫效率优于； （3） ①根据流程中图示，步骤Ⅲ可描述为：被*O氧化为S，*O得电子后与结合生成； ②步骤Ⅳ中变化可以看出，氧气参加反应，与Mn结合成键，化合价发生变化的元素有：O、Mn。 24．（10分）氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： (1)试剂X的化学名称为 。 (2)装置C中可观察到的现象为 。 (3)装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 (4)若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 (5)经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 (6)取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 【答案】(1)浓硫酸（1分） (2)红色粉末逐渐变为黑色（1分） (3) （2分） 防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应（1分） (4)Ar（1分） (5)（2分） (6)75（2分） 【分析】将空气依次通过NaOH溶液、浓硫酸和加热的Cu粉，依次除去空气中的CO2、H2O和O2，在装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，因Mg3N2在潮湿空气中极易水解，所以E的作用是防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应，据此解答。 【详解】（1）试剂X的作用是除去空气中的H2O，其化学名称为浓硫酸； （2）装置C的作用是除去空气中的氧气，红色的铜与氧气反应生成黑色的CuO，则装置C中可观察到的现象为红色粉末逐渐变为黑色； （3）装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，反应的化学方程式为：；由分析可知，装置E的作用为防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应； （4）若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用Ar； （5）采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体，Mg的化合价升高，则H元素化合价降低，即可燃性气体为氢气，所以镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为：； （6）取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色，则该刺激性气味的气体X为氨气，同时产生的白色不溶物为氢氧化镁，反应的化学方程式为，经过精确测定，氨气的质量为0.408g，其物质的量为，则1.6g粗产品中含的质量为，所以该粗产品的纯度为=75%。 8 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Mg-24 Al-27 S-32 一、选择题（本大题共14个小题，每题3分，共60分，每题只有一个选项符合题目要求。） 1．人工智能在化学领域的应用正变得越来越广泛，尤其是在药物发现和材料科学中。我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的是 A．C919使用的碳纤维复合材料 B．盾构机钻头刀刃的硬质钨合金 C．浙大科学家用冰制作出的“冰光纤” D．卫星芯片使用的高纯硅 2．无锡窑群遗址博物馆，位于古运河与伯渎港交汇处，它是我国第一座全面展示中国砖瓦发展史的主题博物馆。下列叙述正确的是 A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有 B．墙体使用的砖瓦、水泥都是硅酸盐材料 C．陈列的砖瓦的原料有高岭土，其中硅元素的化合价为价 D．青砖的青色主要来自氧化铁 3．下列所示装置或操作能达到实验目的的是 A．实验室快速制氨气 B．配制FeCl3溶液 C．钠的燃烧 D．观察白烟生成 4．在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A． B． C． D． 5．下列叙述正确的有 ①、、都是大气污染物，都能在空气中稳定存在 ②常温下，可以用铁制容器盛装浓硝酸或浓硫酸，这是因为铁在常温下与浓硝酸，浓硫酸不反应 ③性质稳定，工业生产金属镁时，为防止被氧化，可以用作保护气 ④敞口放置的浓硝酸和浓硫酸，浓度均会变低 ⑤氨气极易溶于水，故可用做制冷剂 ⑥通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮化合物，是自然固氮的途径之一 ⑦足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化 ⑧硝酸见光分解，所以硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中 A．②③④⑥ B．④⑥⑧ C．④⑥⑦⑧ D．①③④⑧ 6． 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A．氨水中：、、、 B．稀硫酸中：、、、 C．溶液中：、、、 D．使酚酞变红的溶液中：、、、 7．通入足量的稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变成棕黄色，这时若滴入溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化，下列说法不正确的是 A．上述过程中，最终被还原的是 B．从上述反应可以得出结论，氧化性：稀硫酸 C．上述过程中，会产生一种无色难溶于水的气体 D．假设完全反应，同温同压下，和逸出气体的体积比为 8．下列“类比”结果正确的是 A．向固体中加入少量水放出热量，则向固体中加入少量水也放出热量 B．相同温度下，的溶解度比的大，则的溶解度也比的大 C．酸性氧化物与水反应生成碳酸，则酸性氧化物与水反应生成硫酸 D．少量通入溶液中产生白色沉淀，则通入溶液也产生白色沉淀 9．实验室进行制备并验证性质的实验，下列相关原理、装置及操作正确的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙验证漂白性 C．用装置丙收集 D．用装置丁吸收尾气 10．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是(　　) A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原 C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O 11．通过反应制取氮化镓（）。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙干燥氨气 C．用装置丙制备氮化镓 D．用装置丁处理尾气并收集氢气 12．室温下，根据下列实验过程及现象，能验证相应实验结论的是 选项 实验过程及现象 实验结论 A 往某溶液中加入盐酸产生无色气体 该溶液一定含有 B 将湿润的有色布条放入干燥的氯气，布条褪色 氯气具有漂白性 C 向蔗糖中滴加几滴蒸馏水，再加入浓硫酸，产生海绵状黑色物质，并产生刺激性气味气体 浓硫酸体现了吸水性、脱水性和强氧化性 D 用洁净的铂丝蘸取某溶液灼烧，火焰呈黄色 溶液中不含钾元素 13．已知，某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。下列有关表述错误的是 A．用装置甲高温分解，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间 B．用装置乙检验分解产生的，应该将石蕊溶液换成品红溶液 C．用装置丙可检验分解产生的，现象是产生白色沉淀 D．用装置丁可吸收尾气，避免污染环境 14．“价-类”二维图是学习、探究高中化学常见元素的不同物质之间转化的重要方法。硫元素的“价-类”二维图如图，下列相关说法正确的是 A．b是城市空气质量检测的主要指标，化石燃料燃烧是其来源之一 B．单质a在氧气中燃烧得到b还是c取决于氧气的用量或浓度 C．j与硫酸铜溶液混合可以制得d，利用强酸制备弱酸原理 D．q的钠盐溶液与氯化铁溶液能大量共存 15．氮的氧化物是大气污染物之一，如图所示为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是(　　) A．整个过程中Ni2+作催化剂 B．过程Ⅰ中发生的化学反应为2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O—＋N2 C．过程中涉及的反应均为氧化还原反应 D．过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 16．实验室模拟工业上利用废渣(主要成分为，杂质为)提炼金属铝的流程如图所示。 已知：滤渣2的成分为和。下列说法错误的是 A．滤渣1的成分为，气体是酸性气体 B．“氧化”反应的离子方程式： C．实验室中进行过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．高温下铝粉和氧化铁能剧烈反应，常用于焊接钢轨 17． 下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法不正确的是(　　) A．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化 B．溶液b中阳离子一定有Fe2+、H＋ C．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2+＋4H＋＋O2===4Fe3+＋2H2O D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a 18．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2(不考虑反应2NO2⥫⥬N2O4)和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　) A．1：1 B．5：7 C．7：5 D．4：3 19．硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后，会形成光化学烟雾，破坏臭氧层等。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。氨气也可以用来处理氮氧化物。例如，氨气与一氧化氮可发生如下反应： 4NH3＋6NO5N2＋6H2O。将一定量NO和NO2的混合气体通入300 mL 5 mol/L NaOH溶液中，恰好被完全吸收。下列说法不正确的是(　　) A．原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16.8 L B．所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为1∶2 C．若用氨气处理，所需氨气在标准状况下的体积可能为22.4 L D．在用氨气处理氮氧化物时，氮氧化物发生还原反应 20．已知“氨碱法”的部分工艺流程如下： 我国近代化学家侯德榜发明了“联合制碱法”：在“氨碱法”的基础上，通过向“母液”中先通入氨气，将HCO转化为CO，再加入NaCl细粉的方式获得NH4Cl晶体，从而提高了母液的利用率。下列有关“联合制碱法”说法正确的是(　 ) A．母液中存在的主要离子：NH、Cl－、Na＋、CO B．反应Ⅰ析出的NaHCO3晶体表面附有的NH4Cl可以通过加热除去 C．向母液中加入NaCl细粉时发生的反应：NH＋Cl－===NH4Cl↓ D．将析出NH4Cl晶体后的溶液蒸发浓缩、冷却结晶，可获得更多的NH4Cl晶体 二、非选择题（本大题共4个小题，共40分） 21．（10分）综合利用、CO对构建低碳社会有重要意义。 (1)、、MgO均能吸收。如果寻找吸收的其他物质，下列建议合理的是 (填字母)。 A．可在碱性氧化物中寻找        B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C．可在具有强氧化性的物质中寻找 (2)可用于吸收、释放，原理是在 ，与接触后生成；平衡后加热至，反应逆向进行，放出，再生，写出与反应的化学方程式： 。 (3)如图所示，利用缺铁氧化物(如)可实现的综合利用、构建低碳环保社会。 过程Ⅰ反应中二氧化碳作 (填“氧化”或“还原”)剂，每生成3mol的可转化的体积为 (标准状况)。 (4)我国某科研团队用CoPe和催化剂串联催化二氧化碳制甲烷(反应微观过程如图所示)。 请根据图示写出催化过程②的反应方程式： ；总的来看，1mol二氧化碳完全转化为甲烷过程中转移的电子数为 。 (5)下图为海水吸收并进行碳循环的原理示意图。 请根据图示写出“钙化”中释放的化学方程式： 。 22．（12分）I.在工业上，硫酸铝铵被广泛用于制造纸浆，纺织品染色剂，医药制剂等。若需配制240mL0.1mol/L的硫酸铝铵溶液，请回答下列问题： (1)需用托盘天平称量硫酸铝铵固体 g，配制该溶液时，除下列仪器外，还需要的玻璃仪器有 (填仪器名称)； (2)以下实验操作会导致所配溶液浓度偏高的是_______； A．定容摇匀后，凹液面低于刻度线 B．配置过程中未洗涤烧杯和玻璃棒 C．容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥 D．定容时，俯视刻度线 (3)下图为某同学的实验操作，指出该同学的操作中错误之处 ； (4)取上述配制好的硫酸铝铵溶液25.0mL，加入等浓度的溶液，生成沉淀的质量与加入溶液体积如图所示。 ① mL()； ②b点后所发生反应的离子方程式为： 。 II.体检的一些指标常用物质的量浓度表示 (5)某人的血液中葡萄糖(简称血糖，葡萄糖的相对分子质量为180)检测结果为84mg/dL，则此人血糖检测的物质的量浓度为 mmol/L(结果保留两位小数)。 23．（8分）脱硫是天然气、电力、石油化工等行业中非常重要的一个环节，其主要目的是去除含硫化合物，以减少环境污染和提高产品质量。 (1)天然气中含有少量，在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。 ①该催化脱硫过程总反应的化学方程式为 。 ②该催化过程中，要控制反应温度不能过高，原因是 。 (2)钙基脱硫剂常用于工业烟气的干法脱硫。通过添加活性组分可以提高脱硫性能，为筛选出能够更加有效提升脱硫剂脱硫效果的活性组分，进行研究：250℃时，初始浓度、模拟烟气流量相同的条件下，分别添加0.1g及氨基类活性物质进行脱硫实验，结果如图所示。 ①反应一段时间后，出口浓度都升高的原因是 。 ②250°C时，已分解为固体，氨基类活性物质分解产生气态。氨基类活性物质脱硫性能明显优于的原因是 。 (3)石油化工会产生含硫（-2价）废水，碱性条件下，催化氧化废水的机理如图所示。 ①步骤Ⅲ可描述为 。 ②步骤Ⅳ中，化合价发生变化的元素有 。 24．（10分）氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： (1)试剂X的化学名称为 。 (2)装置C中可观察到的现象为 。 (3)装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 (4)若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 (5)经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 (6)取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 8 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $$