章末知识整合5 化工生产中的重要非金属元素(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

章 末 知 识 整 合 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 体系构建 01 专题归纳 02 高考速递 03 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 01 体系构建 栏目导航 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 02 专题归纳 栏目导航 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 栏目导航 章 末 知 识 整 合 1 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C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2COeq \o(=====,\s\up17(催化剂))N2＋2CO2 D．实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \o(=====,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 解析　Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O2===2NO2生成NO2，A正确；氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO＋2COeq \o(=====,\s\up17(催化剂))N2＋2CO2，C正确；实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \o(=====,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。 答案　B 2．(2024·湖北黄冈高一期中)氮、硫及其化合物的“价—类”二维图如图所示，下列说法错误的是(　　) A．b和v与氧气反应只生成特定的氧化物 B．a、b、u、v、w均能作还原剂 C．d、w、x均可与水反应生成酸，都属于酸性氧化物 D．e、z的浓溶液与铜反应分别生成氧化物d、w 解析　根据图中的信息可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，e为HNO3，u为H2S，v为S，w为SO2，x为SO3，y为H2SO3，z为H2SO4；氮气、硫与氧气反应只生成NO和SO2，A正确；a为NH3，b为N2，u为H2S，v为S，w为SO2，其中S和N的化合价均不是其最高正价，均可以失去电子，做还原剂，B正确；NO2和碱的反应是氧化还原反应，则NO2不是酸性氧化物，C错误；浓硝酸、浓硫酸与铜反应分别生成NO2和SO2，D正确；故选C。 答案　C 3．(2024·黑龙江哈尔滨高一段考)物质A能发生连续氧化(其他反应条件未标出)，下列说法错误的是(　　) Aeq \o(——→,\s\up17(O2),\s\do15(　))Beq \o(——→,\s\up17(O2),\s\do15(　))C A．若A为常见的碱性气体，C为红棕色气体，则由A反应生成1 mol B时，转移的电子数为5NA B．若B在常温下是能使品红溶液褪色的气体，则C溶于水形成的酸是强酸 C．若C是红棕色气体，则A可能是空气中的一种气体 D．若C能使澄清石灰水变浑浊，则A在常温下一定是气体 解析　若A为常见的碱性气体，则符合NH3→NO→NO2的转化，C为红棕色的NO2，则由A反应生成1 mol B时，转移的电子数为5NA，A正确；若B在常温下是能使品红溶液褪色的气体，则符合S→SO2→SO3的转化，则C溶于水形成的酸是H2SO4为强酸，B正确；若C是红棕色气体NO2，则B为NO，A可以是氮气，C正确；若C能使澄清石灰水变浑浊，则C可能为CO2或SO3，则A可能为C单质或S单质，两者在常温下均为非气体，D错误。 答案　D 4．(2024·湖南高一段考)A、B、C、D是含同一元素的四种物质，所含有的元素都位于元素周期表前20位。A是单质，D是该元素最高价氧化物对应的水化物。相互之间有如图所示的转化关系。下列说法错误的是(　　) A．C可能为红棕色气体 B．B→C→D的转化过程一定会发生电子的得失或偏移 C．若A为黄色固体，则将过量铜丝插入含溶质2 mol的D的浓溶液中，加热并完全反应，获得的B的物质的量小于1 mol D．D为某种弱酸时，该转化关系也能成立 解析　若A为N2，则A～D分别为N2、NO、NO2、HNO3时转化关系成立，A正确；若A为Al，则A～D分别为Al、Al2O3、AlCl3、Al(OH)3时转化关系成立，B→C→D的过程没有发生氧化还原反应，B错误；若A为S，则A～D分别为S、SO2、SO3、H2SO4时转化关系成立，铜丝只能与浓硫酸发生反应，随着反应的进行，硫酸浓度变小，因此生成的SO2量少于1 mol，C正确；若A为Si或C，则A～D分别为Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3或者C、CO2、Na2CO3、H2CO3时转化关系成立，D正确。 答案　B 5．芯片主要由单晶硅构成，如图是硅及其化合物的“价—类”二维图，根据要求完成下列化学(或离子)方程式。 (1)利用焦炭在电炉中还原二氧化硅的化学方程式为__________________________________________________________。 (2)利用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为_________________________。 (3)硅酸钠与强酸反应转化为硅酸的离子方程式为_________________。 (4)二氧化硅与烧碱溶液反应的化学方程式为____________________。 (5)石英与石灰石在玻璃熔炉里加强热发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。 答案　(1)2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do15(　))2CO↑＋Si (2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)SiOeq \o\al(2－,3)＋2H＋===H2SiO3↓ (4)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (5)CaCO3＋SiO2eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do15(　))CaSiO3＋CO2↑ 专题二　SO2、CO2的鉴别与除杂 1．SO2与CO2的鉴别 (1)单一气体的鉴别 SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，继续通入过量的气体，沉淀都会消失，故不能用Ca(OH)2鉴别。 可以用以下方法鉴别： ①SO2的漂白性：使品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 ②SO2的氧化性：通入H2S溶液变浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。 ③SO2的还原性：通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中，使溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 (2)混合气体的鉴别 流程 设计 实验 装置 特别提醒　可将除去和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，颜色变浅。 2．除去CO2中SO2的两种方法 (1)利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。 (2)利用亚硫酸的酸性比碳酸强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。 1．下列溶液中能够区别SO2和CO2的是(　　) ①石灰水　②H2S溶液　③KMnO4溶液　④氯水　⑤品红溶液 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．除①以外 D．全部 解析　SO2和CO2都属于酸性氧化物，他们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解生成酸式盐，所以不能用石灰水来区别；SO2能将H2S氧化成硫单质，能看到黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。 答案　C 2．(2023·南充二中高一段考)为除去CO2中混有的SO2和O2，得到干燥的CO2，下列试剂使用顺序正确的是(　　) ①酸性高锰酸钾溶液　②饱和NaHCO3溶液　③碱石灰　④灼热的铜网　⑤浓硫酸 A．①③④ B．④①⑤ C．②④③ D．②④⑤ 解析　为除去CO2中混有的SO2和O2，得到干燥的CO2，需要先利用O2的氧化性，通过灼热的铜网除去氧气，然后利用SO2的还原性，用酸性高锰酸钾溶液除去SO2，通过溶液后的气体中混有水蒸气，需要将气体干燥，所以需要再通过浓硫酸，则试剂的使用顺序是④①⑤。 答案　B 3．化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现溶液又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。 [提出猜想] 猜想1：该气体为CO2。 猜想2：该气体为SO2。 猜想3：_____________________________________________________。 为了验证猜测，该小组设计实验加以探究。 [实验探究] 该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入。 (1)B中应该装下列__________(填字母)试剂。 A．NaCl溶液　　　　　 B．酸性KMnO4溶液 C．盐酸 D．澄清石灰水 (2)A中品红溶液的作用是__________________________________。 (3)D中澄清石灰水的作用是________________________________。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊 [得出结论] (4)由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为_______________。 解析　回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想3是该气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。 答案　该气体为CO2和SO2的混合气体 (1)B　(2)验证混合气体中是否含有SO2 (3)验证混合气体中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合气体 专题三　常见气体的制备 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体eq \o(——→,\s\up17(△))气体 发生装置： (2)固体＋液体或液体＋液体eq \o(——→,\s\up17(△))气体 发生装置： (3)固体＋液体(不加热)—→气体 发生装置： 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3．气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体加热 装置 常见 干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。 1．选择如图装置(不加热)，下列试剂不能制备对应气体的是(　　) A．铁和浓硫酸：氢气 B．浓氨水和生石灰：氨气 C．二氧化锰和双氧水：氧气 D．铜和浓硝酸：二氧化氮 解析　常温下Fe遇到浓硫酸发生钝化，不能用铁和浓硫酸来制备氢气；故选A。 答案　A 2．(2024·湖南长沙高一期末)下列有关气体的制备和处理方式均正确的是(　　) 选项 气体 制备 处理方式 A SO2 Na2SO3固体与70%浓硫酸混合 用NaOH溶液吸收尾气 B NO Cu和稀硝酸混合并加热 用排空气法进行收集 C CO2 大理石与稀硫酸混合 用浓硫酸进行干燥 D NH3 将浓氨水滴入碱石灰固体中 用无水氯化钙固体进行干燥 解析　Na2SO3固体与70%浓硫酸混合制备SO2，SO2与NaOH溶液反应，用NaOH溶液吸收尾气，A正确；NO易与氧气反应，不能用排空气法进行收集，B错误；大理石与稀硫酸反应会生成微溶物硫酸钙覆盖在大理石表面，不利于生成CO2，C错误；NH3与无水氯化钙反应生成配合物，不能用无水氯化钙干燥NH3，D错误。 答案　A 3．(2024·海口高一月考)表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是(　　) 选项 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B SO2 70%的浓H2SO4 Na2SO3固体 98%的浓H2SO4 C NO 稀HNO3 铜屑 H2O D NO2 浓HNO3 铜屑 NaOH溶液 解析　因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，A错误；Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去，收集装置合理，B正确；NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集NO，应利用排水法收集，C错误；NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，D错误。 答案　B 4．(2023·天津西青区杨柳青一中高一段考)实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示： (1)实验室可以用B或C装置制取O2，如果用C装置，通常使用的药品是____________(写化学式)。制备气体之前，必要的一步操作方法是____________。 (2)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的____________(填序号)。 ①CO2　　②Cl2　　③H2 实验室中制取该气体的离子方程式为___________________________。在D装置中，烧杯内所盛放的试剂是__________________________。 (3)实验室利用装置B制取NH3的化学方程式为________________。下列试剂不能用于干燥NH3的是____________(填字母)。 A．浓硫酸　　 B．碱石灰 C．NaOH固体 (4)下列气体的性质与收集方法无关的是____________(填序号)。 ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性 ⑤是否与氧气反应 下图是某学生设计的收集气体的几种装置，其中不可行的是____________(填字母)。 解析　(1)C为固液不加热制取气体的装置，用C装置制取氧气，通常使用的药品是H2O2和MnO2或过氧化钠和水。为防止漏气，制备气体之前，必要的一步操作方法是检验装置的气密性。 (2)制取CO2气体不需要加热，故不选①；锌与稀硫酸反应制取氢气，不需要加热，且收集氢气用向下排空气法，故不选③；A装置与D装置相连可以制取Cl2，故选②； 实验室中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制氯气的离子方程式为MnO2＋2Cl－＋4H＋eq \o(=====,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。D装置的作用是吸收剩余氯气，烧杯内所盛放的试剂是氢氧化钠溶液。 (3)实验室利用装置B制取NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \o(=====,\s\up17(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。 浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，能用碱石灰或NaOH固体干燥氨气，故不选A，选BC。 (4)密度、溶解性、是否与氧气反应与收集方法有关，故不选①、③、⑤；颜色、热稳定性与气体的收集方法无关，故选②、④；b装置只有进气管，没有出气管，气体进入不能排出集气瓶中的空气，所以不可行的是b。 答案　(1)H2O2和MnO2(过氧化钠和水)　检验装置的气密性 (2)②　MnO2＋2Cl－＋4H＋eq \o(=====,\s\up17(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　NaOH溶液 (3)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \o(=====,\s\up17(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑　A (4)②④　b 1．(2024·北京卷改编)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法错误的是(　　) A．Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))Fe3O4＋6SO2 B．SO2有毒，不能用于食品加工 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 解析　反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：3FeS2＋8O2eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))Fe3O4＋6SO2，A正确；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错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，D正确。 答案　B 2．(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)(　　) 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。 答案　C 3．(2024·湖南卷)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C．红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 解析　金属铜与稀硝酸不会产生钝化，开始反应速率较慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，A错误；由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，B错误；装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体颜色变浅，C正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，D错误。 答案　C 4．(2024·湖北卷)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A．碱石灰有利于NH3逸出 B．锂片必须打磨出新鲜表面 C．干燥管中均可选用P2O5 D．双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－ 解析　碱石灰吸水放热，有利于NH3逸出，A正确；锂易与空气中的氧气等反应在表面形成氧化膜，故锂片使用前必须打磨，B正确；P2O5为酸性干燥剂，不能用于干燥氨气，C错误；氨气在双口烧瓶中冷却变为液氨，由题给条件可知，Li与液氨反应产生[e(NH3)n]－，由原子守恒及电荷守恒可得反应方程式：Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－，D正确。 答案　C 5．(2024·广东卷)含硫物质种类繁多，在一定条件下可相互转化。 (1)实验室中，浓硫酸与铜丝反应，所产生的尾气可用__________(填化学式)溶液吸收。 (2)工业上，烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收，生成石膏。该过程中，__________(填元素符号)被氧化。 解析　(1)浓硫酸与铜丝反应方程式为：Cu＋2H2SO4eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，所产生的尾气为SO2，可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可)； (2)SO2生成石膏(主要成分为CaSO4)，S元素的化合价由＋4价上升到＋6价，失去电子，被氧化。 答案　(1)NaOH(其他合理答案也可) (2)S $$