第5章 化工生产中的重要非金属元素 单元检测-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第五章　单元检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有1个选项符合题意) 1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．硫化钠具有还原性，可用作Hg2＋沉淀剂 B．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥二氧化硫 C．硫黄为淡黄色固体，可用作制硫磺皂 D．二氧化硫具有氧化性，可用于漂白纸浆 解析：A项，S2－和Hg2＋可结合生成硫化汞沉淀，因此硫化钠可用作Hg2＋沉淀剂，与硫化钠是否具有还原性无关；C项，硫黄可以制硫磺皂与硫黄的颜色无关；D项，二氧化硫具有漂白性，可用于漂白纸浆。 时间：75分钟　　　　满分：100分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3 2．世界著名的科学史学家李约瑟博士考证——中国在距今至少3000年以前，就已经使用玻璃了。下列有关普通玻璃的说法错误的是(　　) A．制普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂 B．玻璃有固定的熔点 C．普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D．玻璃可用于生产光学仪器、建筑材料等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4 3．下列关于重要非金属元素的用途的叙述不正确的是(　　) A．食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 B．自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2)，二者均可作为工业上制备硫酸的原料 C．工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品(如炸药、农药等)的生产提供了原料 D．高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、建筑装饰使用的彩色玻璃、长江三峡大坝使用的水泥、用作砂轮磨料的碳化硅都属于传统的无机非金属材料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 4．下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(　　) 解析：B项，O2与HNO3不反应。 物质 组别 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6 5．下列说法正确的是(　　) A．浓HNO3和浓H2SO4都应保存在棕色试剂瓶中 B．NaOH溶液用带有橡胶塞的试剂瓶保存 C．工业制得的浓盐酸、浓硝酸通常带有黄色是Fe3＋所致 D．铝制或铁制容器可贮运冷的浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸 解析：A项，浓HNO3见光或受热易分解，应保存在棕色试剂瓶中并密封置于阴凉处，浓H2SO4应密封置于干燥处，不必保存在棕色试剂瓶中；C项，浓盐酸显黄色，是由于含Fe3＋，浓硝酸显黄色是它分解产生了NO2，NO2又溶于其中的缘故；D项，铁、铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸钝化，但铁、铝均可与浓盐酸反应。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 7．下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是(　　) 解析：SO2和H2S都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质H2S时，SO2也会被吸收，故A不能实现除杂目的。 气体(杂质) 方法 A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液 B Cl2(HCl) 通过饱和的食盐水 C N2(O2) 通过灼热的铜丝网 D NO(NO2) 通过水 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 8．部分含氮、硫元素的化合物的“价—类”二维 图如图所示。下列关于各物质的说法错误的是(　　) A．i在一定条件下均可以与a、b、c发生反应 B．e的浓溶液可用于干燥c、f、g C．g与CO在汽车催化转化器中会转化成两种无毒气体 D．h排放到空气中可形成酸雨 解析：由题图可知，a为H2S，b为S，c为SO2，d为SO3，e为H2SO4，f为NH3，g为NO，h为NO2，i为HNO3。硝酸具有强氧化性，可以氧化H2S、S、SO2，A正确；浓硫酸不能干燥氨气，B错误；NO、CO在催化转化器中发生反应生成N2和CO2两种无毒气体，C正确；NO2排放到空气中与空气中的水蒸气反应生成HNO3，HNO3溶于雨水可形成酸雨，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 解析：硫酸根离子的检验需要先加入盐酸排查银离 子的干扰，再加氯化钡，产生白色沉淀证明有硫酸根离 子，A错误；反应②氧气中氧元素化合价由0变为－2， 为氧化剂，Ce3＋化合价升高，发生氧化反应得到氧化产 物Ce4＋，根据得失电子守恒可知O2～4e－～4Ce4＋，故 氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶4，C错误；根据得失电子守恒可知O2～4e－～2SO2，理论上每吸收标准状况下224 mL SO2(物质的量为0．01 mol)，消耗0．005 mol氧气，质量为0．16 g，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 11．某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法正确的是(　　) A．使反应发生的操作是将a中的Y形管向右倾斜 B．装置b中出现白色沉淀，可能是BaCO3或BaSO3 C．装置d中出现浑浊，证明产生的气体中含有CO2 D．装置e中可以盛放NaOH溶液，f的作用为防倒吸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 解析：葡萄糖为固体，浓硫酸和葡萄糖混合，应将Y形管向左倾斜，浓硫酸倒入含少量水的葡萄糖中，A错误；CO2、SO2和氯化钡溶液均不反应，若装置b中出现白色沉淀，是SO2、O2和氯化钡反应生成的BaSO4，B错误；c中的品红溶液不能完全吸收SO2，SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 12．某实验小组同学探究NH3与Cl2的反应，装置如图所示。常温常压下，将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中，氯气收集在反应管中，关闭K，按图连接好装置；将氨压入反应管，充分反应后打开K。下列说法错误的是(　　) A．反应开始后，薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管 B．反应过程中，反应管中产生白烟 C．打开K后，水会倒吸入反应管 D．上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是 否泄漏 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 解析：NH3与Cl2混合后，发生反应：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，40 mL NH3与15 mL Cl2恰好完全反应，此时气体总体积由55 mL变为5 mL，反应管内气体的压强减小，薄膜保鲜袋被吸入反应管，故A正确；反应过程中，反应管中生成NH4Cl固体，悬浮于气体中，从而产生白烟，故B正确；利用题述反应原理，可将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近输送氯气管道中怀疑漏气的部位，根据有无白烟产生，判断管道是否泄漏，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 13．铁与不同浓度的硝酸反应时，各种还原产物的 相对含量与硝酸浓度的关系如图所示，下列说法错误的 是(　　) A．若铁粉与足量硝酸(9．75 mol·L－1)反应后得到 0．1 mol的气体，则参加反应的硝酸的物质的量一定大于0．1 mol B．常温时，将相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，金属性强的铁片的反应更剧烈 C．硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多 D．当硝酸的浓度为12．2 mol·L－1时，还原产物是NO和NO2，且二者物质的量之比为1∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析：常温时，铁遇浓硝酸会发生钝化，则将相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铜片的反应更剧烈，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 14．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与1．68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　) A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22 蒸馏 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 23 (3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取 纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)： ①装置B中的试剂是_________，装置 C中的烧杯需要加热，目的是___________ _____________________________________。 ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_________________。装置D不能采用普通玻璃管的原因是_____________________________________________。装置D中发生反应的化学方程式是___________________________。 ③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_____________________。 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 有固体物质生成 在题给反应温度下(1100 ℃)，普通玻璃管会软化 排尽装置中的空气 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 16．(14分)某常见非金属黑色固体单质A，发 生如图所示的反应(生成物中的水省略)： 已知：X、Y的浓溶液均是无色液体，且Y的 浓溶液久置会变成黄色；B、C是无色气体，D是红 棕色气体，且C、D是形成酸雨的主要成分，F中含 两种不同元素，原子个数比为1∶1。请回答下列问题： (1)写出X、D两种物质的化学式：X________，D______。 H2SO4 NO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 (2)区别C和D两种气体的最简单的方法是_______________________________ ____________________________。 (3)写出步骤②③发生的化学反应方程式： ②________________________________________________________________， ③________________________________________________________________。 观察气体的颜色，无色气体是C(或SO2)，红棕色气体是D(或NO2) NO2＋SO2===SO3＋NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 27 解析：结合题干信息，A为常见非金属黑色固体单质，可推测A为碳，D是红棕色气体，确定D为NO2，X、Y的浓溶液均是无色液体，且Y的浓溶液久置会变成黄色，Y为HNO3，X为H2SO4，B、C是无色气体，且C、D是形成酸雨的主要成分，C应为SO2，B为CO2，E与水反应得到H2SO4，则E为SO3，F中含两种不同元素，原子个数比为1∶1，则F为NO。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 28 17．(14分)氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨形成的物质。 (1)SO2有毒，且能形成酸雨，是大气主要污染物之一。石灰－石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰－石膏法的原理： ①SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O； ②2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O。 碱法的原理：将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中，反应的离子方程式为_________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 29 (2)在石灰－石膏法和碱法的基础上，研究员又设计了双碱法，流程如图所示。该法中能循环利用的物质是________(填化学式)。请写出向Na2SO3溶液中加入CaO后发生反应的化学方程式：_______________________________________。 NaOH CaO＋H2O＋Na2SO3===CaSO3＋2NaOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 30 3∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 33 18．(15分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧 化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪 器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2， 而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝 酸的氧化性强于稀硝酸。 可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 (1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是______________________________________。 3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34 (2)滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性， 加入药品，打开弹簧夹后_______________________ ___________________________________________。 (3)装置①中发生反应的化学方程式是_______ ____________________________________________。 (4)装置②的作用是__________________，发生反应的化学方程式是________ ______________________________。 (5)该小组得出的结论依据的实验现象是________________________________ __________________________________________。 通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 将NO2转化为NO 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 35 解析：(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸；要验证浓硝酸能将NO氧化成NO2，所以装置④中应该盛放浓硝酸。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 36 　　　　　　　　　　　　　 R 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 硫及其化合物的性质与用途 玻璃的原料、性质与 用途 生产生活中非金属元素的 用途 物质间的相互反应 物质的储存和运输 SOeq \o\al(2－,4)、NHeq \o\al(＋,4)等常见离子的检验 气体除杂方法 含N、S元素化合物的“价—类”关系及性质 含硫化合物、含氮化合物的 性质 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 硫酸铈循环法吸收SO2 SO2、CO2混合气体的检验与吸收 实验探究NH3与Cl2的 反应 HNO3的性质 HNO3的相关计算 含硅物质的性质与 制取 含硫化合物、含氮化合物的相互转化 SO2、NOx的吸收及相关计算 实验探究HNO3浓度与氧化性的关系 6．对某酸性溶液(可能含有Br－、SOeq \o\al(2－,4)、H2SO3、NHeq \o\al(＋,4))分别进行如下实验： ①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色　②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝　③加入氯水时，溶液显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸　 对于下列粒子不能确认其在原溶液中是否存在的是(　　) A．Br－ B．SOeq \o\al(2－,4) C．H2SO3 D．NHeq \o\al(＋,4) 解析：实验①说明溶液中存在H2SO3，实验②说明溶液中存在NHeq \o\al(＋,4)，实验③说明溶液中存在Br－，但不能确定溶液中是否含SOeq \o\al(2－,4)，因为当加入氯水时发生反应Cl2＋H2SO3＋H2O===2HCl＋H2SO4，也会产生SOeq \o\al(2－,4)。 9．下列对实验现象的描述不正确的是(　　) A．一瓶98%的浓H2SO4敞口放置一段时间后，质量增加 B．SO3溶于水能导电，所以SO3是电解质 C．标准状况下，用一充满氨气的干燥烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后(假设溶液不外溢)，烧瓶内氨水的物质的量的浓度为eq \f(1,22.4) mol/L D．用蘸有稀氨水的毛笔，在浸有酚酞溶液的滤纸上写出的字呈红色 解析：98%的浓H2SO4具有很强的吸水性，故A正确；SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4电离出H＋和SOeq \o\al(2－,4)，故H2SO4是电解质而SO3是非电解质，故B错误；标准状况下，设烧瓶的容积为V L，则n(NH3·H2O)＝n(NH3)＝eq \f(V,22.4) mol，c(NH3·H2O)＝eq \f(n（NH3·H2O）,V)＝eq \f(1,22.4) mol/L，故C正确；氨水呈碱性，能使酚酞变红，故D正确。 10．化石燃料燃烧会产生大气污染物SO2、NOx等， 科学家利用实验探究硫酸铈循环法吸收SO2，其转化原 理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．检验SOeq \o\al(2－,4)可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液 B．反应①的离子方程式为2Ce4＋＋SO2＋2H2O===2Ce3＋＋SOeq \o\al(2－,4)＋4H＋ C．反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 D．理论上每吸收标准状况下224 mL SO2，一定消耗0．32 g O2 解析：由题意分析反应过程中的转化关系：HNO3eq \o(――→,\s\up16(Cu))NO2、NOeq \o(――――→,\s\up16(O2（H2O）))HNO3，由此可知Cu失去的电子全部转移给了O，即2Cueq \o(――→,\s\up16(4e－))O2，则n(Cu)＝2n(O2)＝eq \f(1.68 L×2,22.4 L·mol－1)＝0．15 mol。根据Cu2＋～2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝eq \f(2×0.15 mol,5 mol·L－1)＝0．06 L＝60 mL。 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15．(15分)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体； ②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si＋3HCleq \o(=====,\s\up16(300 ℃))SiHCl3＋H2)； ③SiHCl3与过量的H2在1100 ℃的温度下反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。 (1)第一步制取粗硅反应的化学方程式为______________________________。 (2)粗硅与HCl气体反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33．0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57．6 ℃)和HCl(沸点－84．7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。 SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up16(高温))Si＋2CO↑ SiHCl3＋H2eq \o(=====,\s\up16(1100 ℃))Si＋3HCl 解析：(3)①因SiHCl3能与水剧烈反应，故装置A中产生的H2必须干燥，因此装置B中的试剂为浓H2SO4，且装置C中的烧杯需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快其与H2的反应速率。②石英管中发生的反应为SiHCl3＋H2eq \o(=====,\s\up16(1100 ℃))Si＋3HCl，故装置D中有固体产生；由题给信息可知，制纯硅的反应条件为1100 ℃，此温度下普通玻璃管容易软化。③因高温下H2与O2反应容易爆炸，且SiHCl3在空气中易自燃，故还应排尽装置中的空气。 C＋4HNO3(浓)eq \o(=====,\s\up16(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O SO2＋2OH－===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O (3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 ①现有V L某NaOH溶液，能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物，则所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_______ mol·L－1。 ②若所得溶液中c(NOeq \o\al(－,3))∶c(NOeq \o\al(－,2) )＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。 eq \f(m＋n,V) 解析：(1) SO2通入足量的烧碱溶液中，碱过量，产物为Na2SO3，所以离子方程式为SO2＋2OH－===SOeq \o\al(2－,3)＋H2O。 (2)观察流程图发现，第一步用NaOH溶液吸收SO2，在下一步加入CaO后又生成了NaOH，所以能循环利用的物质是NaOH。 (3)①假设NO2、NO和NaOH恰好完全反应，则反应后N元素和Na元素全部存在于NaNO2和NaNO3中，根据N原子守恒可得n(NaNO2)＋n(NaNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝(m＋n) mol，因此n(Na＋)＝(m＋n) mol，再根据Na原子守恒可得n(NaOH)＝n(Na＋)＝(m＋n) mol，因此NaOH溶液的浓度c(NaOH)至少为eq \f(m＋n,V) mol·L－1。②若所得溶液中c(NOeq \o\al(－,3))∶c(NOeq \o\al(－,2))＝1∶9，则n(NOeq \o\al(－,3))∶n(NOeq \o\al(－,2))＝1∶9，当n(NOeq \o\al(－,3))为1 mol时，根据2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，该反应生成的NOeq \o\al(－,2)的物质的量为1 mol、吸收的NO2的物质的量为2 mol，则反应NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O中生成的NOeq \o\al(－,2)的物质的量为(9－1) mol＝8 mol，发生该反应吸收的NO2和NO的物质的量均为4 mol，所以原混合气体中n(NO2)＝(4＋2) mol＝6 mol、n(NO)＝4 mol，NO2和NO的物质的量之比为3∶2。 $$