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第五章 化工生产中的重要非金属元素
阶段重点强化练(一)
1.某小组同学欲研究SO2的性质。
(1)将相关的含硫物质分为如下表所示3组,第2组中物质X的化学式是________。
第1组 第2组 第3组
S(单质) SO2、X、Na2SO3、NaHSO3 SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
H2SO3
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(2)利用下列各图所示的装置研究SO2的性质:
(熔点:SO2 -76.1 ℃,SO3 16.8 ℃;沸点:SO2 -10 ℃,SO3 45 ℃)
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是
______________________。
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②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置,装置Ⅱ的作用是__________________________;观察到装置Ⅲ中溶液____,体现了二氧化硫具有_____性。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置,若装置Ⅳ中有40 mL 2.5 mol·L-1的NaOH溶液,反应后增重4.8 g,则装置Ⅳ中发生反应所得产物的化学式是____________
________。
使SO3凝结成固体与SO2分离
褪色
还原
Na2SO3、
NaHSO3
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2.根据如图所示装置回答以下问题。
(1)利用如图装置可以验证元素非金属性的强弱。图中A装置的名称是_________。干燥管D的作用是________。
(2)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫,烧瓶中
发生反应的离子方程式为___________________________________________。装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为____________________。
分液漏斗
防倒吸
Cl2+S2-===S↓+2Cl-
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(3)若要用此装置证明酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3,
进而证明非金属性:N>C>Si,从以下所给物质中选出实
验所用到的物质:
①稀HNO3 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
试剂A与C分别为____(填序号);试管中发生反应的离子方程式为____________________________________。有同学认为此实验不能说明N、C、Si的非金属性强弱,你认为原因是________________________________________。
①④
HNO3有挥发性,也会和硅酸钠反应生成硅酸
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3.某同学在研究Fe与H2SO4的反应时,进行了如图所示实验(部分夹持装置已略去)。
(1)实验Ⅰ中,铁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________。
(2)实验Ⅱ中,铁丝表面迅速变黑,反应很快停止,其原因是_____________
_____________________________________________________________________。
Fe+2H+===Fe2++H2↑
常温下,浓硫酸与铁接触时,会使铁表面生成一层致密的氧化膜,阻止内层金属继续反应
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(3)实验Ⅲ中,加热试管A,产生大量气体,B中品红溶液褪色,D处始终未检测到可燃性气体,则试管A中产生的气体是____ (填化学式),C的作用是_______________________。
SO2
吸收SO2,防止污染环境
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(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,同学们得出以下结论:
①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但原因不同,浓硫酸的氧化性源于+6价的硫元素,稀硫酸的氧化性源于________________。
②造成反应多样性的因素有__________________________。
+1价的氢元素
反应物的浓度、温度
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(1)仪器a的名称为_________。装置A的圆底烧瓶中盛放的固体物质可选用____ (填字母)。
a.氯化钠 b.氢氧化钠
c.碳酸钙
4.某化学兴趣小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中装置A、F分别为氨气和氯气的发生装置,装置C为纯净、干燥的氯气与氨气发生反应的装置。回答下列问题:
分液漏斗
b
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(2)装置B、D的作用均为___________
_____________。从装置C的b处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通过盛有________溶液的洗气瓶。
(3)装置F的圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为________________________
________________________。装置E的作用是除去Cl2中的HCl,其中盛放的试剂为____________。
除去水蒸气(或干燥气体)
NaOH
MnO2+4H++2Cl-
饱和食盐水
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(4)反应过程中,装置C的集气瓶中有大量白烟产生,另一种产物为N2,该反应的化学方程式为___________________________。
8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
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5.某化学小组采用如图所示装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究。
请回答下列问题:
(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至炽热状态,伸入三颈烧瓶中并滴入浓硝酸,生成的气体的颜色为________,产生该气体的反应的化学方程式是______________________________________。
红棕色
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(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为________(填化学式)。
(3)装置B的作用是________。
BaCO3
防倒吸
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(4)装置D中收集到了无色气体,有同学认为是NO,还有同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合适的是_____ (填字母)。
A.敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化
B.将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察蓝色石蕊试纸是否变红
C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃
②如果D中集气瓶内收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是_____________。
AC
浓硝酸的分解
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R
2SO2+O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3
解析 (2)③乙同学的方案中,SO2通入NaOH溶液中发生反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,n(NaOH)=0.04 L×
2.5 mol·L-1=0.1 mol,而n(SO2)=eq \f(4.8 g,64 g·mol-1)=0.075 mol,1<eq \f(n(NaOH),n(SO2))=eq \f(0.1,0.075)=eq \f(4,3)<2,故所得产物是Na2SO3和NaHSO3。
2MnOeq \o\al(-,4)+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
CO2+H2O+SiOeq \o\al(2-,3)===H2SiO3↓+COeq \o\al(2-,3)
eq \o(=====,\s\up17(△))Mn2++Cl2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))4NO2↑+CO2↑+2H2O
$$