阶段过关检测 第5章 化工生产中的重要非金属元素

阶段过关检测　第五章·化工生产中的重要非金属元素 (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题：本题共15小题，每题3分，共45分，每题只有一个选项符合题意。 1．下列博物馆馆藏文物的主要成分为硅酸盐的是(　　) A．鎏金人擎铜灯 B．曾侯乙编钟 C．宋弦纹复口四系瓷罐 D．漆木彩绘三鱼纹耳杯 答案：C 2．酸雨是指因空气污染而造成的酸性降水，在历史上，人类社会曾出现过几次严重的酸雨事件。下列有关酸雨的说法错误的是(　　) A．pH小于5.6的降雨通常称为酸雨 B．酸雨的形成和空气中CO2含量增多没有直接关系 C．植被破坏、水土流失导致了酸雨形成 D．可通过燃煤脱硫、开发新能源等措施治理硫酸型酸雨 解析：选C。正常雨水因溶有二氧化碳显弱酸性，正常雨水的pH约为5.6，pH小于5.6的降雨通常称为酸雨，A正确；酸雨的形成和空气中SO2、NO2含量增多有直接关系，与CO2含量增多无关，B正确；植被破坏、水土流失会导致土壤的沙化，不是酸雨的成因，C错误；开发新能源、燃煤脱硫等措施可以减少二氧化硫的排放，治理硫酸型酸雨，D正确。 3．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是(　　) A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色 B．盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气 C．SO2能使品红溶液褪色，故CO2也能使品红溶液褪色 D．常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化 解析：选D。A中CO2无还原性，不能使酸性KMnO4溶液褪色；B中金属与HNO3反应不产生H2；C中CO2无漂白性，不能使品红溶液褪色。 4．(2024·浙江杭州期末)下列叙述正确的是(　　) A．H2O2、SO2、氯水、过氧化钠、臭氧、活性炭都有漂白性，且原理相同 B．向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，有白色沉淀生成 C．将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO4沉淀 D．常温下，浓硝酸可以用铝槽贮存，说明铝与浓硝酸不能反应 解析：选B。SO2与有色物质化合生成无色物质，H2O2、氯水、过氧化钠、臭氧具有强氧化性，活性炭是物理吸附，漂白原理不同，A错误；向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸根与钡离子反应生成白色沉淀，B正确；二氧化硫和氯化钡不反应，C错误；常温下，铝遇到浓硝酸会钝化，属于化学反应，D错误。 5．下列解释实验事实的方程式不正确的是(　　) A．氨遇浓盐酸产生白烟：NH3＋HCl===NH4Cl B．铁粉与水蒸气在高温条件下反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 C．浓硫酸与木炭加热产生气体：2H2SO4(浓)＋C2SO2↑＋CO2↑＋2H2O D．向铜粉中滴加稀HNO3，产生气体：Cu＋4H＋＋===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O 解析：选D。Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，离子方程式应该为3Cu＋8H＋＋===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，D错误。 6．科学家最近用金属钠还原CCl4和SiCl4制得SiC纳米棒，该反应的化学方程式为8Na＋CCl4＋SiCl4===SiC＋8NaCl。下列说法错误的是(　　) A．SiC和SiO2中Si元素的化合价相同 B．生成1 mol SiC，转移的电子数为8NA C．SiO2制备单质Si、单质Si制备SiCl4均涉及氧化还原反应 D．上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物 解析：选D。该反应中SiC是还原产物，NaCl是氧化产物，D错误。 7．如图所示是短周期某种非金属元素的“价—类”二维图。下列推断不正确的是(　　) A．a与d反应产物中有离子键 B．可存在a→b→c→d的转化 C．常温下，d的浓溶液不能与铁发生反应 D．可用与强碱的反应来检验e中的阳离子 解析：选C。由短周期某种非金属元素的“价—类”二维图分析可知，元素最高价为＋5价，最低价为－3价，为N元素的“价—类”二维图，a为NH3，b为NO，c为NO2，d为HNO3，e为铵盐。由分析可知，a为NH3，d为HNO3，a与d反应的产物为NH4NO3，含离子键，A正确； a为NH3，b为NO，c为NO2，d为HNO3，可存在a→b→c→d的转化，如NH3HNO3，B正确； d为HNO3，常温下，d的浓溶液(浓硝酸)能与铁发生反应，发生钝化现象，C错误；铵盐与强碱的反应生成氨，氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此检验e中的阳离子铵根离子，D正确。 8．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(　　) A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙验证SO2的漂白性 C．用装置丙收集SO2 D．用装置丁处理实验中的尾气 解析：选C。A．铜与浓硫酸需要加热才能反应制得SO2，故用装置甲制取不了SO2；B．SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性而不是漂白性，即用装置乙验证不了SO2的漂白性；C．SO2的密度大于空气，不与空气反应，可用向上排空气法收集，即能够用装置丙收集SO2，符合题意；D．SO2与饱和亚硫酸氢钠溶液不反应，故不能用装置丁处理实验中的尾气。 9．已知某物质X能发生如下转化： 下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述正确的是(　　) A．若X为C，则Y可以和氢氧化钠反应生成盐和水 B．若X为S，则A为硫酸 C．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应 D．X一定是非金属单质 解析：选B。若X为C，则Y为CO、Z为CO2、A为H2CO3，CO与氢氧化钠溶液不反应，A错误；若X为S，则Y为SO2、Z为SO3、A为H2SO4，符合转化关系，B正确；物质与单质氧气的反应一定属于氧化还原反应，即反应①和②一定为氧化还原反应，若X为Na，Y为Na2O、Z为Na2O2，反应③是过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，属于氧化还原反应，则反应③不一定为非氧化还原反应，C错误，D错误。 10．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，诺贝尔化学奖曾先后3次颁发给研究有关合成氨技术的研究者。下列关于实验室制备NH3的做法正确的是(　　) A．用①作气体发生装置 B．②中加入浓硫酸干燥 NH3 C．用③收集NH3 D．用④中的水溶液吸收尾气 解析：选D。加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物时，试管口应斜向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管，A错误；氨是碱性气体，浓硫酸能与氨反应生成硫酸铵，B错误；氨的密度比空气小，可以采用向下排空气法收集氨，此时的导管应该是短进长出， C错误；氨极易溶于水，用④中的水溶液吸收尾气，同时起到防倒吸作用，D正确。 11．微型实验药品用量少，绿色环保。如图所示为探究SO2性质的微型实验，滤纸①～④分别浸泡了相关试剂，实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是(　　) A．滤纸①先变红后褪色，体现了SO2具有漂白性和酸性氧化物的性质 B．滤纸②、③褪色均证明SO2具有还原性 C．滤纸④上有黄色固体生成，证明SO2具有氧化性 D．若滤纸④上析出了0.096 g固体，则在滤纸④上发生的反应转移了0.006 mol电子 解析：选C。SO2能使紫色石蕊溶液变红但不能使其褪色，体现了SO2作为酸性氧化物的性质，A项错误；碘水褪色证明SO2具有还原性，品红褪色证明SO2具有漂白性，B项错误；滤纸④上有黄色固体S生成，证明SO2具有氧化性，C项正确；滤纸④上析出0.096 g固体，则生成0.003 mol S，转移0.004 mol电子，D项错误。 12．(2024·浙江杭州期末)实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85 ℃)制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是(　　) A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水 B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞K C．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液 D．该实验中制备氢气的装置也可用于硫酸与Na2SO3反应制备SO2 解析：选C。本题制备高纯硅，反应H2＋SiHCl3Si＋3HCl应在装置Ⅳ中进行，装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供SiHCl3气体，因此在水浴中加热，不能使用冰水，A错误；实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气，防止氢气不纯，在加热时爆炸，B错误；铁与盐酸反应生成Fe2+，Fe2+被H2O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN溶液反应，溶液变红色，可以鉴定是否含有铁单质，C正确；Na2SO3易溶于水，不能用启普发生器发生反应，因此不能用于硫酸与Na2SO3反应制备SO2，D错误。 13．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(反应中生成的水已略去)，其中说法正确的是(　　) A．反应①说明SO2具有氧化性，反应②说明SO2具有酸性 B．反应②中生成物n(Na2SO3)∶ n(NaHSO3)＝1∶1时，则反应物n(SO2)∶ n(NaOH) ＝3∶2 C．反应③④⑤均属于氧化还原反应 D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2 解析：选D。A项，反应①中先变蓝后褪色，说明KIO3先转化为I2后转化为I－，SO2体现还原性，错误；B项，根据元素守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，错误；C项，反应④不是氧化还原反应，错误；D项，利用反应②④，可以吸收SO2并回收利用，正确。 14．(2024·福建泉州一模)氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一，下图为处理氨氮废水的流程。 下列离子方程式书写错误的是(　　) A．过程①：＋OH－===NH3·H2O B．过程②总反应式：3Cl2＋2NH3·H2O===6Cl－＋N2＋2H2O＋6H＋ C．过程③：Cl2＋＋2H＋ D．Cl2溶于水：Cl2＋H2O⥫⥬Cl－＋ClO－＋2H＋ 解析：选D。Cl2溶于水为可逆反应，生成的HClO为弱酸，不能拆开，反应为Cl2＋H2O⥫⥬Cl－＋HClO＋H＋，D错误。 15．一定量浓硝酸与38.4 g Cu恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．硝酸在反应中只体现氧化性 B．氮的氧化物与NaOH溶液反应时，NO作氧化剂 C．若浓硝酸体积为200 mL，则其物质的量浓度为11 mol/L D．混合气体中N2O4的物质的量是0.2 mol 解析：选C。铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，硝酸部分被还原，作氧化剂，有部分生成盐，表现出酸性，A错误；氮的氧化物与NaOH溶液反应时，生成NaNO3和NaNO2，NO作还原剂，B错误；铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，n(Cu)＝ mol＝0.6 mol，所以生成硝酸铜0.6 mol，含有硝酸根离子1.2 mol，氮的化合物为0.9 mol，与氢氧化钠恰好完全反应生成NaNO3和 NaNO2，根据原子守恒可知：n(Na)＝n(N)＝n(NaOH)＝0.5 L×2 mol/L＝1 mol，所以硝酸的总量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol，若浓硝酸体积为200 mL，则其物质的量浓度为c＝＝11 mol·L-1，C正确；由题意可知0.9 mol氮的化合物转化为钠盐的量为(0.5×2)mol＝1 mol，所以混合气体中N2O4的物质的量是0.1 mol，D错误。 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．(8分)如图是由常见元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。常温常压下，B、E、F、H、I均为气体，F无色无味且能使澄清石灰水变浑浊；B、E、I均有刺激性气味，E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B、E在空气中相遇会产生白烟，I为红棕色。A是一种常见的肥料。C、G、K的焰色反应呈黄色(反应中生成的部分物质已略去)。 请回答下列问题： (1)物质D的化学式为__________________________________________。 (2)写出反应③的化学方程式：_________________________________。 (3)写出反应④的离子方程式：____________________________。 (4)写出反应⑤的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_______。 解析：E是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，应为NH3；I为红棕色气体，应为NO2，则H为NO，J为HNO3；F是无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体，则F为CO2；C、G、K的焰色反应呈黄色，则都含有Na元素，由反应③可知G为Na2CO3，K为NaHCO3，C应为NaOH；A是一种常见的肥料，应为NH4HCO3；B、E在空气中相遇会产生白烟，B应为HCl，则D为NH4Cl。 答案：(1)NH4Cl　(2)Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 (3)3Cu＋8H＋＋===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O (4) 17．(11分)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图： (1)Si的原子结构示意图为__________。 (2)电弧炉发生的反应的化学方程式为__________________________________。当有1 mol单质碳参与反应时，该反应转移的电子数是__________(用NA表示)。 (3)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气体和一种气体单质，写出该反应的化学反应方程式：____________。 (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，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：____________________________________。 答案：(1) (2)SiO2＋2CSi＋2CO↑　2NA (3)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl (4)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O ＋2H＋===H2SiO3↓ 18．(8分)如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。回答下列问题： (1)B物质的电子式为__________。 (2)实验室制取物质B的化学方程式为__________________________。 (3)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为________________。 (4)将3.2 g铜与60.0 mL一定浓度的硝酸发生反应，铜完全溶解，产生NO2和NO混合气体的体积为8.96 L(标准状况)。待产生的气体全部释放后，向溶液加入100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol/L。 解析：(4)向溶液加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，此时溶质为硝酸钠，根据氮原子守恒，n(HNO3)＝n(NaNO3)＋n(NO)＋n(NO2)＝100 mL×10-3 L/mL×2.0 mol/L＋＝0.6 mol，则原硝酸溶液的浓度为c(HNO3)＝＝10 mol/L。 答案：(1) (2)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (3)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　(4)10 19．(14分)Ⅰ.已知氮氧化物(NO、NO2)、SO2是大气污染物。回答下列问题： (1)以上污染物会造成的环境问题有__________(写一种即可)。 (2)如图包含气体发生装置和收集装置(部分装置的夹持仪器已省略)，实验室以Cu与浓HNO3反应制备并收集NO2，应选择的装置是__________(填字母)。 Ⅱ.某化学小组模拟工业生产制取HNO3，设计了下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。 (3)写出装置B中NH3发生反应的化学方程式：____________________。 (4)装置C中浓硫酸的主要作用是_____________________。 Ⅲ.某兴趣小组用Fe2(SO4)3溶液吸收含SO2的尾气(SO2的体积分数约10%，其余为空气)，实验装置如图所示： (5)装置A中用Fe2(SO4)3溶液吸收SO2反应的离子方程式：_________。 (6)反应后，若要检验SO2是否过量，可用试剂为__________。 答案：(1)酸雨　(2)AD　(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　(4)吸收多余的氨 (5)2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋＋4H＋　(6)品红溶液 20．(14分)H2S和NO是两种主要的大气污染物。 (1)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。H2S的转化目前主要有以下两种方法： 方法Ⅰ 克劳斯燃烧法 H2SS 方法Ⅱ 铁盐、铜盐氧化法 H2S ①方法Ⅰ的化学方程式是_____________________________________。 ②方法Ⅱ，将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S，物质转化如图1所示。下列说法不正确的是________。 A．Cu2+和H2S反应的离子方程式为S2-＋Cu2+===CuS↓ B．O2在转化过程中发生的反应为O2＋4Fe2+＋4H＋===4Fe3+＋2H2O C．整个反应过程中溶液的pH值变小(不考虑产生的H2O的稀释效果) D．提高混合气体中O2的比例可防止生成的硫单质中混有CuS (2)Pt­BaO双催化剂处理大气中的NO和H2S，如图2所示。 ①NO和O2在催化剂Pt表面发生反应的化学方程式为_____________。 ②通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NO2的储存和还原，储存NO2的物质是________。 ③NO2协同处理H2S过程中，NO2与H2S按比例1∶2通入，每处理0.2 mol H2S时，转移电子数为0.4NA，则产物X的化学式为____________。 (3)实验室探究Ba(NO3)2的分解规律： 某同学结合HNO3受热分解的规律，采用图3所示装置加热Ba(NO3)2固体探究Ba(NO3)2分解规律。加热过程中发现：装置②中有气泡产生，但在上升的过程中消失。石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中。写出Ba(NO3)2受热分解的化学方程式：_________________________________________。 加热前称重为m g(含试管)，反应结束后，冷却再次称重为n g(含试管)，试求反应结束后②试管中液体的物质的量浓度为________mol·L-1 (用含m和n的式子表达，试液体积仍视为100 mL)。 解析：(1)①在反应Ⅰ中H2S和O2反应产生S和H2O。 ②由图示和元素守恒可知，Cu2+和H2S反应生成CuS和H＋，H2S为弱酸，不可拆，离子方程式为Cu2+＋H2S===CuS↓＋2H＋，A错误；由图可以看出，Fe2+在O2作用下变成Fe3+，发生反应为O2＋4Fe2+＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，B正确；若不考虑水的稀释，由总反应为2H2S＋O22S＋2H2O可知过程中pH不变，C错误；提高混合气体中O2的比例， O2充足时，反应过程中的Fe2+能被充分氧化为Fe3+，而充足的Fe3+可将CuS氧化为S，从而防止生成的硫单质中混有CuS，D正确。 (2)③NO2和H2S发生氧化还原反应，NO2做氧化剂，还原产物为N2，处理0.2 mol H2S，转移0.4 mol电子，消耗 0.1 mol NO2，根据电子守恒，硫元素化合价应从－2→0，故氧化产物X的化学式应为S。 (3)装置②中有气泡产生，但在上升的过程中消失，石蕊试液逐渐变为红色，液体几乎不被压至装置③中，说明产生的气体和水完全反应，Ba(NO3)2受热分解的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO＋4NO2↑＋O2↑，由反应前后质量守恒可得，NO2、O2的总质量为m－n，设NO2的物质的量为n1，O2的物质的量为n2，可得①n1＝4n2、②46n1＋32n2＝m－n，解得n1＝mol，装置②中发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，溶质为HNO3，由反应可知n(HNO3)＝n(NO2)＝ mol，所以②试管中液体的物质的量浓度为c＝ mol·L-1。 答案：(1)①2H2S＋O22S＋2H2O　②AC (2)①2NO＋O22NO2　②BaO　③S (3)2Ba(NO3)22BaO＋4NO2↑＋O2↑　 学科网（北京）股份有限公司 $$