内容正文:
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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)
题号 1 2 3 4 5
难度 ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 SO2的性质 硅、硫、氮的化合物的性质 硫酸的性质 氨的性质 硝酸的性质
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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
______________________。
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。
使SO3凝结成固体与SO2分离
褪色
还原
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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___________________。
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
A与C中试剂分别为________(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,加热试管运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__________________________。
(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______________________。
SO2
吸收SO2,防止污染环境
+1价的氢元素
反应物的浓度、温度
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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:
(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
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______________。
(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____________________________。
除去水蒸气(或干燥气体)
NaOH
饱和食盐水
8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
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5.(2024·四川达州铭仁园学校高一下学期期中模拟)实验小组研究铜与过量硝酸的反应,实验如下(夹持装置和尾气处理装置略)。
(1)氮在元素周期表中的位置为__________________。
装置 编号 试剂a 现象
Ⅰ 4 mL浓硝酸(过量) 铜片完全溶解,溶液变绿,出现大量红棕色气体
Ⅱ 4 mL稀硝酸(过量) 铜片完全溶解,溶液变蓝,试管口附近气体呈浅红棕色
第二周期第ⅤA族
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Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
大
氧化
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(4)有同学针对Ⅰ中溶液呈绿色的原因,提出假设:
假设1:Cu2+的浓度较大所致;假设2:溶解了生成的NO2。
探究如下:取Ⅰ中绿色溶液,分为两等份。
①取一份于如图所示装置中,向上拉动活塞a,_______________________________(填现象),证实Ⅰ中溶解了NO2。
②向另一份溶液加入__________________(填化学试剂),溶液变为蓝色。证实假设1不成立,假设2成立。
试管内液面上方出现红棕色气体
CuO或者Cu(OH)2
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(5)硝酸与金属反应会产生氮氧化物。
①下列环境问题与氮的氧化物排放无关的是________。
A.酸雨 B.光化学烟雾
C.温室效应 D.白色污染
②为避免氮氧化物污染环境,人们开发了溶液吸收法。比如用碱性的Na2CO3溶液吸收NO2,请写出相关的化学反应方程式:______________________________________。
③在含有a g HNO3的稀硝酸中,加入b g铁粉充分反应,铁全部溶解并生成NO,有0.25a g HNO3被还原,则a∶b可能为________。
A.2∶1 B.3∶1
C.4∶1 D.9∶2
CD
2NO2+Na2CO3===NaNO3+CO2+NaNO2
BCD
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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)
MnO2+4H++2Cl-eq \o(=====,\s\up17(△))Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)实验Ⅰ的化学方程式是____________________________________________。
(3)对实验Ⅰ产生NO2,实验Ⅱ产生NO的原因提出解释。
①硝酸浓度越稀,溶液中单位体积内的NOeq \o\al(-,3)数目越少。被还原时,每个NOeq \o\al(-,3)从铜片处获得较多电子的机会越________(填“大”或“小”),因此越易被还原为较低价态的含氮物质。
②浓硝酸具有较强的________性,可将NO转化为NO2。
$$