第五章 化工生产中的重要非金属元素 章末综合提升-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

　章末综合提升 优化探究 第五章　化工生产中的重要非金属元素 章末检测 一、硫及其化合物的转化 二、氮及其化合物的转化 三、碳、硅及其化合物的转化 1.(2024·河北卷)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)(　　) C 选项 气体 试剂   A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸 B Cl2 MnO2+浓盐酸 C NH3 固体NH4Cl+熟石灰 D CO2 石灰石+稀盐酸 解析:利用固体NH4Cl和熟石灰混合加热制取氨气,反应物均为固体,若利用题给图示装置进行实验,反应生成的水会冷凝回流至圆底烧瓶内,使烧瓶炸裂,该实验通常在试管中进行,实验时需使试管口稍向下倾斜,防止生成的水回流使试管受热不均匀而炸裂,C符合题意。 2.(2024·湖北卷,改编)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　) A   溶液 现象 化学方程式 A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3 B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+ H2SO4+2HCl C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+ H2SO4+2HCl D Na2CO3 溶液中有气泡产生 2SO2+Na2CO3+H2O ===CO2+2NaHSO3 解析:A.过量 SO2与0.1 mol·L-1的Na2S溶液反应,产生的淡黄色沉淀是S,还生成NaHSO3,SO2过量不能生成Na2SO3,因此,总反应的化学方程式为5SO2+ 2Na2S +2H2O===3S↓+4NaHSO3,A错误;B.过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3溶液反应,生成FeCl2、H2SO4、HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O ===2FeCl2+ H2SO4+2HCl,B正确;C.过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2溶液反应,生成的白色沉淀是CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓ +H2SO4+2HCl,C 正确;D.过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液反应,生成CO2、NaHSO3,因此溶液中有气泡产生,总反应的化学方程式为2SO2+ Na2CO3+H2O===CO2↑+2NaHSO3,D正确。 3.(2023·全国乙卷)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是(　　) D A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO4+O2+2H2O===2Fe2(SO4)3 +2Fe(OH)2↓ B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na2S+2O2===Na2SO4 C 溴水颜色逐渐褪去 4Br2+4H2O===HBrO4+7HBr D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O 解析:溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为 12FeSO4+3O2+6H2O===4Fe2(SO4)3 +4Fe(OH)3↓,A错误;硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为2Na2S+O2+2H2O ===4NaOH + 2S↓,B错误;溴水中存在平衡:Br2+H2O⥫⥬HBrO+HBr,HBrO见光易分解,促使该平衡正向移动,所以溴水放置太久会变质,C错误;胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,D正确。 4.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是(　　) B 解析:NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B不可以达到预期;NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,故D可以达到预期。 5.(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是(　　) D   气体 方法 A 氨气 加热氯化铵固体 B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中 C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸 D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 解析:氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不可行;将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化,不能用于制备二氧化氮,B不可行;硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不可行;实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行。 6.(2020·全国Ⅰ卷)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是(　　) A   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) 通过氢氧化钠溶液 解析:酸性高锰酸钾溶液不仅能与H2S反应,也能与SO2反应,A项不能实现目的。 7.(2021·山东卷)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是(　　)   A.“吸收”过程中有气体生成 B.结晶后母液中含有NaHCO3 C.气流干燥湿料时温度不宜过高 D.“中和”后溶液中含Na2SO3和NaHCO3 B 解析:根据流程图分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设母液中存在NaHCO3,则其会与生成的NaHSO3发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B错误;NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;结合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确。 章末检测(五)　化工生产中的重要非金属元素 (满分:100分) 2 3 4 5 6 7 8 1 一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.下列有关酸雨的说法正确的是(　　) A.凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B.酸雨的形成只与SO2的排放有关 C.煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D.为了不形成酸雨,应停止使用一切化石燃料 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 解析:A.正常雨水中由于溶解了CO2,也呈酸性,其pH约为5.6,而pH<5.6的雨水才称为酸雨,A错误;B.酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨,硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放有关,B错误;C.向燃煤中加入石灰石等物质可使燃煤中的含硫物质最终转化为CaSO4,减少SO2的排放,达到脱硫的目的,在一定程度上可防止酸雨的形成,C正确;D.化石燃料是现代社会的主要能源,不可能一点都不使用,应推广使用脱硫技术,大力开发清洁环保的新能源,以减少酸雨的形成,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2.建盏是久负盛名的陶瓷茶器,承载着历史悠久的茶文化。关于建盏,下列说法错误的是(　　) A.高温烧结过程中包含复杂的化学变化 B.具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点 C.制作所用的黏土原料是人工合成的 D.属于硅酸盐产品,含有多种金属元素 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.高温烧结过程是许多物理、化学变化的综合过程,A正确;B.陶瓷成分是硅酸盐,经高温烧结具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点,B正确;C.黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤,一般的黏土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成的,而不是人工合成的,C错误;D.陶瓷的主要原料是黏土,属于硅酸盐产品,含有多种金属元素,D正确。 3.我国古代科技高度发达,在世界科技史上占有重要地位。下列图示对应的说法错误的是(　　)   A.司南之“勺”(由磁石制成)的主要成分为Fe3O4 B.后母戊鼎(由青铜制成)的主要组分为Cu和Zn C.唐三彩凤首壶(唐代陶瓷制品)的主要成分属于硅酸盐 D.水晶七梁冠(明代艺术品)的主要成分为SiO2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.Fe3O4是具有磁性的黑色物质,故司南之“勺”(由磁石制成)的主要成分为Fe3O4,A正确;B.青铜的主要成分是铜锡合金,B错误;C.玻璃、陶瓷和水泥属于传统硅酸盐材料,故唐三彩凤首壶(唐代陶瓷制品)的主要成分属于硅酸盐,C正确;D.水晶是高纯度的SiO2晶体,故水晶七梁冠(明代艺术品)的主要成分为SiO2,D正确。 4.高纯度的硅是一种广泛应用于信息技术和新能源技术等领域的一种重要无机非金属材料,下列关于硅的说法中正确的是(　　) A.硅的应用很广泛,是一种传统的无机非金属材料 B.高纯度的硅应用于新能源技术领域是由于硅燃烧能放出大量的热 C.高纯度的硅被用于制作计算机和通信设备的芯片 D.高纯度的硅常被用来制造光导纤维 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:传统的无机非金属材料都是硅酸盐,硅是一种新型的无机非金属材料,A不正确;硅应用于新能源技术领域是由于硅制成的硅太阳能电池能将光能转化为电能,B不正确;利用高纯度的硅的半导体性能可以制成计算机和通信设备等的芯片,C正确;SiO2用于制造光导纤维,而不是Si,D不正确。 5.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　) A.“雨过天晴云破处”中所描述的瓷器的青色,来自氧化铁 B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成 C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐 D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:氧化铁的颜色为红棕色,不是青色,A错误;秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,B正确;陶瓷的主要成分是硅酸盐,化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点,C、D正确。 6.下列关于铵盐的说法中正确的是(　　) A.所有铵盐受热均可以分解,其产物中都有氨 B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N元素均呈-3价 C.氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为N+OH-NH3↑+H2O D.氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl),有的铵盐受热分解最终不产生氨,如硝酸铵分解不生成氨气,NH4NO3N2O↑+2H2O,故A错误;B.铵盐都易溶于水,但不是所有铵盐中的N元素均呈-3价,如硝酸铵中硝酸根离子中的N元素呈+5价,故B错误;C.氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应生成氨气和水,离子方程式为N+OH-NH3↑+H2O,故C正确;D.可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而不是升华,故D错误。 7.下列解释事实的方程式不正确的是(　　) A.NH3遇HCl产生白烟:NH3+HCl===NH4Cl B.NO遇空气变为红棕色:2NO+O2===2NO2 C.NH3发生催化氧化反应生成NO:4NH3+5O24NO+6H2O D.Cu与稀HNO3混合产生无色气体:Cu+2N+4H+===Cu2++2NO2↑+2H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.NH3遇HCl生成氯化铵,反应的化学方程式为NH3+HCl===NH4Cl,故A正确;B.NO和氧气反应生成红棕色的二氧化氮,反应的化学方程式为2NO+O2===2NO2,故B正确;C.NH3发生催化氧化反应生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O,故C正确;D.Cu与稀HNO3混合生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为3Cu+2N+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,故D错误。 8.下列实验不能达到目的的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A B C D         实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收 用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性 A 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,遇冷又会生成NH4Cl,A装置不能达到目的;氨气难溶于四氯化碳,B装置能防止倒吸,能达到目的;氯化氢气体易溶于饱和食盐水,用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验,C装置能达到目的;浓H2SO4滴到蔗糖上,蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性,品红溶液褪色,说明炭和浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸具有强氧化性,D装置能达到目的。 9.自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中不正确的是(　　)   A.硝化过程中,含氮物质被氧化 B.氨氧化过程中,亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3∶4 C.N2→N属于氮的固定,N2发生还原反应 D.土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.由题图可知,硝化过程为N转化为N,N再进一步转化为N,该过程中N的化合价都在升高,故含氮物质被氧化,A正确;B.由题图可知,氨氧化过程中的反应为N+N===N2↑+2H2O,故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1∶1,B错误;C.氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮的过程,故N2→N属于氮的固定,反应过程中N2中N元素的化合价由0价降低到-3价,N2发生还原反应,C正确;D.由题图可知,Fe2+能与N反应转化为N2,Fe3+能与N反应转化为N2,故土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素,D正确。 10.下列关于NO的说法正确的是(　　) A.NO是酸性氧化物 B.NO具有还原性,在空气中极易被氧化 C.NO的大量排放导致雾霾的形成 D.人工合成是产生NO的唯一途径 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.NO不能与碱反应生成盐和水,属于不成盐氧化物,故A错误;B.NO具有还原性,在空气中极易被氧化为二氧化氮,故B正确;C.固体颗粒的大量排放导致雾霾的形成,NO是气体,故C错误;D.自然界中的雷电会使氮气和氧气反应生成NO,故D错误。 11.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 选项 实验 现象 结论 A 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ B 将铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 C 向蔗糖中加入浓硫酸 蔗糖变黑,并放出有刺激性气味的气体 浓硫酸具有脱水性和强氧化性 D 将铜片放入浓硫酸中 无明显现象 铜片发生了钝化 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A项,铁粉过量,反应生成亚铁离子,加入KSCN溶液,溶液不呈血红色,错误;B项,Cu和Fe3+发生氧化还原反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,所以没有黑色固体生成,溶液由黄色变为蓝色,错误;C项,向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑,并放出有刺激性气味的气体,可证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,正确;D项,铜在浓硫酸中不发生钝化,错误。 12.为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程。下列说法不正确的是(　　)   A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B.X可以是空气,且需过量 C.捕获剂所捕获的气体主要是CO D.处理含N废水时,发生反应的离子方程式为N+N===N2↑+2H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,固体1含有生成的CaCO3、CaSO3和过量的Ca(OH)2,A正确;气体1是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO,气体1中通入X,用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2,发生反应:2NO+O2===2NO2、NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O,X可为空气,但不能过量,否则得到不纯的亚硝酸钠,B错误;气体2含有CO、N2,所捕获的气体主要是CO,C正确;NaNO2与N发生氧化还原反应,生成无污染气体,应生成氮气,D正确。 13.如图所示的实验,NH3收集满时不会出现的现象是(　　)   A.湿润的pH试纸变蓝色 B.蘸有浓盐酸的滤纸周围有白烟产生 C.蘸有酚酞溶液的滤纸无明显变化 D.湿润的红色石蕊试纸变蓝色 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.氨气与水反应生成一水合氨,一水合氨部分电离出氢氧根离子,显碱性,所以氨气遇到湿润的pH试纸变蓝色,故A不符合题意;B.浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢与氨气反应生成白色固体氯化铵,所以蘸有浓盐酸的滤纸周围有白烟产生,故B不符合题意;C.氨气的水溶液显碱性,所以蘸有酚酞溶液的滤纸遇到氨气显红色,故C符合题意;D.氨气的水溶液显碱性,所以氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,故D不符合题意。 14.将a mol FeS与b mol FeO投入V L c mol/L的硝酸溶液中充分反应,只产生NO气体,所得澄清溶液的溶质是Fe(NO3)3、H2SO4,则反应中未被还原的硝酸可能为(　　) A.(a+b)×63 g　　　　 B. g C.(a+b) mol D. mol 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 D 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:如果硝酸不足量,则未被还原的硝酸为生成硝酸铁部分的硝酸,根据N、Fe原子守恒可知,n(HNO3)=3n[Fe(NO3)3]=3n(Fe)=3[n(FeS)+ n(FeO)]=3×(a+b) mol=3(a+b) mol,m(HNO3)=n(HNO3)·M(HNO3) =(a+b)×189 g;如果硝酸过量,则FeS和FeO完全反应,被还原的硝酸为生成NO的硝酸,根据得失电子守恒、N原子守恒可知,生成NO的硝酸的物质的量== mol,根据N原子守恒可知,未被还原的硝酸的物质的量=Vc mol- mol= mol。 15.利用如图装置进行SO2气体的性质探究实验,下列说法错误的是(　　) A.品红溶液褪色,加热后褪色的溶液又会恢复为原来的红色 B.能与NaOH溶液反应,SO2属于酸性氧化物 C.FeCl3溶液黄色变浅的原因是SO2具有漂白性 D.装碱石灰的玻璃仪器是U形干燥管 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:A.SO2具有漂白性,能够使某些有色物质如品红溶液褪色,但产生的无色物质不稳定,受热分解,SO2气体逸出,物质恢复原来的颜色,因此加热后褪色的溶液又会恢复为原来的红色,A正确;B.SO2能与NaOH溶液反应产生Na2SO3、H2O,因此SO2属于酸性氧化物,B正确;C.SO2气体通入FeCl3溶液中,溶液黄色变浅是由于发生反应:SO2+2Fe3++2H2O===2Fe2++4H++ S,该反应体现了SO2的还原性,C错误,D.根据装置图可知,装碱石灰的玻璃仪器名称是U形干燥管,D正确。 二、非选择题:本题包括4小题,共55分。 16.(9分)“价-类”二维图是研究物质性质的重要手段,如图是某常见元素的“价-类”二维图,已知Y中加入NaOH溶液,加热可生成X。据此回答下列问题: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (1)实验室制取X的装置为　　　　(填字母,下同)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (2)下列试剂能用于干燥X的是　　　　。  A.无水氯化钙 B.碱石灰 C.氢氧化钠固体 D.浓硫酸 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)X→W反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。  (4)利用如图装置探究不同浓度的N溶液与金属反应的还原产物。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 实验一:若N浓度为12.0 mol·L-1时,其还原产物主要是M,则装置B中发生反应的化学方程式为  　 。  实验二:若N浓度为6.0 mol·L-1时,其还原产物主要是W,则实验中能证明还原产物主要是W的现象是　 。  实验三:若N浓度为0.5 mol·L-1时,过量锌粉与N反应产生H2,充分反应后所得溶液几乎无色。取装置A中上层清液,加入过量NaOH溶液并煮沸,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。则装置A中发生反应的离子方程式有:Zn+2H+===Zn2++H2↑; 　 。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 答案:(1)A或B　(2)BC　(3)5∶4 (4)3NO2+H2O===2HNO3+NO　装置A中产生无色气体,装置B中有大量气泡,装置B液面以上和装置C中充满红棕色气体　4Zn+N+10H+===4Zn2++N+3H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:(1)铵盐和碱反应可以生成氨气;已知Y中加入NaOH溶液,加热可生成X,则X为氨气。氯化铵和氢氧化钙在加热条件下可生成氨气,其反应类型为固-固加热型,发生装置选择A;将浓氨水滴入氢氧化钠等固体中放热分解放出氨气,发生装置也可以选择B。 (2)氨气显碱性,不能使用浓硫酸干燥,氨气会和无水氯化钙反应,也不能选择无水氯化钙;碱石灰、氢氧化钠固体可以干燥氨气。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)X→W反应可以为氨气和氧气反应生成一氧化氮和水:4NH3+5O2 4NO+6H2O,氧气得到电子,发生还原反应,为氧化剂,氨气为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4。 (4)实验一:M为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。 实验二:W为一氧化氮,一氧化氮容易和空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体,则装置A中产生无色气体,装置B中有大量气泡,装置B液面以上和装置C中充满红棕色气体可证明还原产物主要是W。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 实验三:取装置A中上层清液,加入过量NaOH溶液并煮沸,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明生成的气体为氨气,溶液中含有铵根离子,则锌与硝酸反应生成铵根离子,反应为4Zn+N+10H+===4Zn2++N+3H2O。 17.(12分)(2024·北京海淀检测)已知:①氧化亚铜在酸性条件下能发生歧化反应:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O;②红热的铜能与氮的氧化物反应。某化学小组设计实验探究一氧化氮和铜反应的氧化产物,装置如图(部分夹持装置未画出)。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (1)①a管的作用是 　 。  ②装置A中发生反应的离子方程式为　 。  (2)实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,点燃D处酒精灯,这样操作的目的是　　　　　　　,当Cu充分反应,实验结束时,下列操作中应首先进行的是　　　　(填序号)。  ①停止滴加浓硝酸 ②熄灭酒精灯 ③从E装置中取出导气管 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)为了探究氧化产物是否含有Cu2O,取少量完全反应后的产物,进行如下实验: (甲)加入足量的稀硝酸,观察是否完全溶解 (乙)加入足量的稀硫酸,观察是否完全溶解 (丙)加入足量的浓硝酸,观察是否完全溶解 其中,能达到实验目的的是　　　　(填代号)。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (4)查文献发现:铜与浓硝酸反应一旦发生就变快,是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸,不稳定,易分解),它再与Cu反应,反应就加快。对生成HNO2后反应变快的原因进行探究: 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 取B中溶液,加入一定量NaNO2固体,再加入铜片 立即产生无色气体,液面上方呈红棕色 Ⅱ 取B中溶液,放置一段时间,溶液变为无色,再加入铜片 产生无色气体,较Ⅰ慢;液面上方呈浅红棕色 实验Ⅱ中“放置一段时间”的目的是　　　　　　　　,实验Ⅰ、Ⅱ说明HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu快。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (5)某同学将铜片放入盛有稀HNO3的试管中,开始无明显现象,渐有小气泡产生,液面上方出现浅红棕色,溶液呈蓝色。结合上述实验,分析判断该反应慢的原因,除了硝酸浓度小、反应温度较低影响反应速率外,另一个重要原因是 　 。  (6)若产物为CuO和Cu2O的混合物,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则CuO和Cu2O的物质的量之比为　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 答案:(1)①平衡分液漏斗内外压强,使液体顺利流下 ②Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O (2)将装置中的空气排尽,防止氧气与Cu反应,影响实验结果　①　(3)乙　(4)使HNO2完全分解 (5)稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应 (6)2∶3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:(2)由于空气中的氧气能与Cu反应生成CuO,干扰后续实验,故实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,再点燃D处酒精灯。当Cu充分反应,实验结束时,若先从E装置中取出导气管,则导致过量的NO排放到空气中,污染环境;若先熄灭酒精灯,将产生倒吸现象;故应该先停止滴加浓硝酸,然后从E装置中取出导气管,最后熄灭酒精灯。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)由于CuO、Cu2O和稀、浓硝酸都能反应生成可溶性的硝酸铜,甲、丙不能达到实验目的;由于Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O,故加入足量的稀硫酸,若固体完全溶解说明没有Cu2O,若不能完全溶解,说明含有Cu2O,能达到实验目的。(6)假设混合物中CuO和Cu2O的物质的量分别为n1 mol和 n2 mol,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则根据质量守恒:80n1+144n2=5.92,根据氧化还原反应中得失电子守恒可知2n2=3×,联合解得n1=0.02,n2=0.03,则混合物中CuO和Cu2O的物质的量之比为0.02 mol∶0.03 mol=2∶3。 18.(16分)汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NOx等,逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)汽车尾气中的CO来自　　　　,NO来自　　　　　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (2)NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下,NO2发生一系列的循环反应,从而不断产生O3。反应过程为①2NO2→2NO+2O,②2NO+O2→2NO2,③O+O2→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是　　　　(填字母,下同)。  A.NO2起催化作用 B.NO起催化作用 C.NO2只起氧化作用 D.O3与O2互为同素异形体 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (3)汽车尾气对环境和人体的危害主要有　　　　。  A.光化学烟雾:NOx在紫外线照射下与碳氢化合物发生反应形成的有毒烟雾 B.酸雨:NOx排入大气中,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨水降到地面 C.破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加 D.NO与血红蛋白结合使人中毒 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (4)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。  (5)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知:4NH3+6NO 5N2+6H2O,8NH3+6NO2 7N2+12H2O。同温同压下,3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的体积之比是　　　　。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 答案:(1)汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应 (2)AD (3)ABCD (4)2CO+2NO N2+2CO2 (5)1∶3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:(1)一氧化碳是由于汽油的不完全燃烧产生的;N2与O2在汽车气缸内的高温环境下反应可生成NO。(2)根据反应过程可知,二氧化氮参加了反应,但最后又生成了,说明NO2是催化剂,起催化作用,故A正确、C错误;NO在反应①中为生成物,在反应②中为反应物,所以NO是中间产物,故B错误;氧气和臭氧是由氧元素组成的不同单质,互为同素异形体,故D正确。(3)NOx在紫外线照射下与碳氢化合物发生反应形成的有毒烟雾,称为光化学烟雾,故A符合题意;NOx能形成硝酸型酸雨,故B符合题意;NO2能破坏臭氧层,故C符合题意;NO易与血红蛋白结合而使人中毒,故D符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (4)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体,NO被CO还原的化学方程式为2CO+2NO N2+2CO2。(5)设原混合气体中NO体积为x L,则NO2体积为(3-x)L,根据得失电子守恒可知,x×2+(3-x)×4=3.5×3,解得x=0.75,则原混合气体中NO体积为0.75 L,NO2体积为2.25 L,所以原混合气体中NO和NO2的体积之比是1∶3。 19.(18分)氮化硅高温陶瓷材料是现代重要的结构陶瓷,因其具有硬度大、熔点高、化学性质稳定等特点而受到广泛关注。工业上普遍用如图所示流程进行生产: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 (1)SiO2和C反应除了得到粗硅外,还有可能得到一种硬度也很大的物质,是生成粗硅还是生成该物质主要是由　　 　　决定的。  (2)反应①的条件是　　 　　。  (3)写出反应②的化学方程式:　 。  (4)A中可能的杂质有　　 　　。  (5)现在用四氯化硅、氮气、氢气在稀有气体保护下加强热,得到纯度较 高的氮化硅,其反应的化学方程式为______________________________ 　 。  C的用量 高温、隔绝空气 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O NH3及水蒸气 3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 解析:(1)在高温下SiO2与C混合,发生反应产生Si、CO。如果碳足量,生成的Si与C继续反应生成硬度也很大的物质SiC,所以C的用量决定生成物是Si单质还是SiC。(2)H2还原SiCl4需在高温条件下进行,由于H2是可燃性气体,与空气混合加热会发生爆炸,所以反应①的条件是高温、隔绝空气。(3)氨气还原氧化铜生成单质铜、氮气和水,根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒可知,反应②的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。 (4)在加热条件下,NH3还原CuO制取N2时可能不能完全发生反应,因此制取的N2中往往含有过量的NH3及水蒸气。(5)SiCl4、N2与H2在稀有气体保护下加强热,得到纯度较高的氮化硅,根据原子守恒、电子守恒可知,该反应的化学方程为3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl。 $$