专题01 硫、氮、硅及其化合物（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题01 硫、氮、硅及其化合物 ◆考点01 硫、氮、硅及其重要化合物的性质、用途 重要性质 应用 SO2具有漂白性 用于漂白纸浆、毛、丝等 二氧化硫的还原性 二氧化硫可用作制作葡萄酒的食品添加剂 浓硫酸具有吸水性 作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI) 氮气的化学性质稳定 作保护气 浓氨水具有挥发性和还原性 检验输送Cl2的管道是否漏气 液氨汽化吸收大量的热 做制冷剂 草木灰和硫酸铵反应生成氨气 草木灰和硫酸铵不能混合施用 NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物 用作氮肥 硅的半导体性能(硅是常用的半导体材料) 制半导体、芯片、太阳能电池 二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度 可作光导纤维 4HF＋SiO2===2H2O＋SiF4↑ 用氢氟酸刻蚀玻璃 2C＋SiO2Si＋2CO↑ 碳还原二氧化硅制备粗硅 P2O5能与水反应 作干燥剂(不可干燥食品) 水玻璃不燃不爆 可用作防火材料 硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂 盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 氦气化学性质稳定、密度小 可用于填充飞艇、气球 干冰升华吸收大量的热 人工降雨 白磷(P4)易燃烧 制高纯度磷酸，红磷制安全火柴、农药等 肥皂水显碱性 肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂 ◆考点02 硫、氮、硅及其重要化合物之间的相互转化 1.理清非金属及其重要化合物之间知识主线 （1）碳、硅及其化合物：H4―→ ―→O―→O2 H4―→ ―→O2(H2O3) （2）氮及其化合物:H4+、H3―→N ―→2O―→O―→O2―→HO3―→O3- （3）硫及其化合物:2-、H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4) ―→O42- 2.构建非金属及其重要化合物之间知识网络 （1）碳、硅及其化合物 （2）氮及其化合物: （3）硫及其化合物: 3.重要非金属及其化合物的价类二维图 （1）碳、硅及其化合物： （2）氮及其化合物: （3）硫及其化合物: 4.扫除重要非金属及其化合物易忘知识盲点 （1）碳、硅及其化合物 ①自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电池的材料。SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。 ②工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。 ③氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。 ④酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。 ⑤硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。 ⑥H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可从两方面解释：a.硅酸盐比碳酸盐稳定；b.从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2气体。 ⑦水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 （2）氮及其化合物 ①NO只能用排水法或气囊法收集，NO2不能用排水法，可用排苯法收集。 ②在NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。NO2能被NaOH溶液吸收，NO单独不能被强碱溶液吸收，NO与NO2混合能被NaOH溶液吸收。 ③浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有Fe3＋。 ④硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光或受热易分解。 ⑤强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。 ⑥实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验NH需用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。 ⑦收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花，以吸收NH3。 ⑧铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。 ⑨浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。 ⑩NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用其他溶剂(如CO2和NaOH溶液)进行喷泉实验。 （3）硫及其化合物 ①除去附着在试管内壁上的硫，除了可以用热的NaOH溶液，还可以用CS2，但不能用酒精。 ②SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现SO2酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2的漂白性；能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，表现SO2的还原性；SO2与H2S反应，表现SO2的氧化性；SO2和Cl2等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。 ③把SO2气体通入BaCl2溶液中，没有沉淀生成，但若通入NH3或加入NaOH溶液，或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成，前两者生成BaSO3沉淀，后者生成BaSO4沉淀。 ④浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。 ⑤常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了钝化，钝化是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，防止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。 ⑥浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。 ⑦浓硫酸与金属反应时体现了浓硫酸的氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现了浓硫酸的氧化性。 ⑧浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时，随反应进行，产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应。 ⑨C与浓硫酸反应时，反应产物的确定应按以下流程进行：无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。 ⑩SO的检验方法：先加入足量稀盐酸酸化，若无现象，再滴加BaCl2溶液，观察有无白色沉淀，来判断有无SO。不可只加可溶性钡盐，不酸化；或先滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸或滴加稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液。 ◆考点03 硫、氮、硅及其重要化合物的相关实验 一、章节实验梳理 （1）【实验5-1】--SO2溶于水 现象：液面上升（SO2+H2OH2SO3，酸性比H2CO3大） 结论：SO2易溶于水 （2）【实验5-2】--验证二氧化硫的漂白性 现象：通入二氧化硫后品红溶液褪色，当再次加热褪色的溶液时，品红溶液逐渐变红。 结论：二氧化硫漂白作用由于它能与有色有机物质生成不稳定的无色物质。 （3）【实验】--蔗糖与浓硫酸反应 现象：蔗糖变黑、膨胀，放出有刺激性气味的气体。 结论：浓硫酸有强脱水性、浓硫酸可以与C反应生成SO2。 （4）【实验5-3】--浓硫酸与铜反应 实验操作 螺旋状（增大接触面积，加快反应速率）的留一段在试管外的铜丝（可以随时抽出停止实验）、等待冷却（避免浓H2SO4对实验的影响）、石蕊溶液试管上的有NaOH的棉团（吸收多余的SO2） 实验现象 ①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象 ②加热后，试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；试管中的品红溶液褪色，试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色 ③试管中的溶液呈蓝色 实验结论 ①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜。总结论：浓硫酸具有强氧化性。 （5）【实验5-4】硫酸根离子的检验 实验步骤 在三支试管中分别加入少量稀硫酸，Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象，从这个实验中你能得出什么站论？写出相关反应的离子方程式。 实验现象 三支试管都产生白色沉淀，加盐酸前两支试管中白色沉淀无明显变化，装Na2CO3溶液产生白色沉淀溶解。 实验结论 溶液中的CO32-也能与Ba2+反应生成白色沉淀，但BaCO3沉淀可以与稀盐酸发应故CO2。因此在实验室里：通常将溶液先用稀盐酸酸化以排除CO32-等可能造成的干扰，然后加人BaC12容液来检验SO42-的存在 （6）【实验5-5】--NO2溶于水 实验操作：通入过量O2使NO转化为HNO3，减少的大气的污染。 现象：先无色气体变为红棕色、气体体积减小，后红棕色气体褪色、体积约为原红棕色气体的1/3。 （7）【实验5-6】--氨溶于水实验 现象：酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色瀑布。 结论：氨易溶于水，溶于水的溶液呈碱性。 （8）【实验5-7】--实验室制取氨 实验装置：同时适用于制取O2 实验操作：塞棉花（减少空气向试管中扩散）、尾气处理（通H2O或H2SO4，要注意防止倒吸）、干燥剂（只能是Ca(OH)2）、验满（用湿石蕊试纸或蘸有浓HCl的玻璃棒）。 △ （9）【实验5-8】--硝酸与铜反应 现象：稀硝酸：铜片缓慢溶解，液体变蓝，生成无色气体，气体上升时变为红棕色。 浓硝酸：铜片快速溶解，液体变绿，生成红棕色气体。 二、常见气体的制备 1．气体物质制备流程 2．气体发生装置 （1）设计原则：根据制备原理、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。 （2）基本类型 装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、固 加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥； ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 固、液加热或液、液加热型 Cl2、HCl等 ①烧瓶加热时要隔石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石) 固、液不加热或液、液不加热型 H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下； ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水； ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 3.气体的净化装置 （1）基本类型 装置 示意图 适用 范围 试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体 杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体 （2）吸收剂的选择 选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下： ①易溶于水的气体杂质可用水来吸收； ②酸性杂质可用碱性物质吸收； ③碱性杂质可用酸性物质吸收； ④水为杂质时，可用干燥剂来吸收； ⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 4.气体的收集方法及收集装置 根据制备气体的水溶性及气体的密度选择收集方法及收集装置： （1）排液法：难溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不与其反应的气体可用排液法收集，选用、等收集装置收集。用该装置可收集O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等气体。 （2）向上排空气法：密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等气体。 （2）向下排空气法：密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向下排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集H2、NH3、CH4等气体。 5．气体的量取装置 对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。 6．尾气处理装置的选择 a用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl2等。 b用于收集少量气体。 c、d用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。 ◆考点04 有关HNO3、H2SO4、硅的制备工艺流程 1.硫酸的工业制备与计算 工艺流程 五个三 三原料 黄铁矿或硫、空气、98.3%H2SO4 三阶段 造气、催化氧化、SO3吸收 三反应 ①4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O22SO3；③SO3＋H2O＝H2SO4 三设备 沸腾炉、接触室、吸收塔 三净化 除尘、洗涤、干燥 六原理 ①增大接触面积；②增大反应物浓度；③热交换原理；④逆流原理；⑤催化原理；⑥连续生产原理 尾气处理 SO2＋2NH3·H2O＝(NH4)2SO3、(NH4)2SO3＋H2SO4＝(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O (NH4)2SO4作肥料，SO2返回车间作原料 废渣利用 制水泥、炼铁 工业计算 用关系式法：FeS2～2H2SO4；S～H2SO4 2.硝酸的工业制备 主要原料 氨气、空气、水 主要原理 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 尾气处理 用NaOH溶液吸收 生产流程图 生产步骤 ①‌氨的催化氧化‌：氨（NH3）与空气或富氧空气的混合气在催化剂的作用下发生氧化反应，生成一氧化氮（NO）。这一过程通常在760至840℃的温度下进行，催化剂为含铑的网形催化剂或以氧化铁为主体的非铂催化剂。‌ ②‌二氧化氮的生成‌：生成的一氧化氮继续与氧气反应，生成二氧化氮（NO2）。这一步骤中，一氧化氮被进一步氧化成二氧化氮，为后续的硝酸制备做准备。 ③‌硝酸的制备‌：最后，二氧化氮与水反应，生成硝酸（HNO3）。这一过程通常在吸收塔内进行，二氧化氮与水反应生成硝酸，同时释放出一氧化氮，这些一氧化氮可以循环利用。 浓硝酸的制备 使用脱水剂（如浓硫酸或无机盐如硝酸镁）对稀硝酸进行精馏，从而得到浓硝酸。‌ 3.硅的的制备 主要原料 石英砂（SiO2 ≥99%）、 焦炭（C） 主要原理 (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 生产流程图 生产步骤 ①粗硅的制备：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅。 ②氯化与精馏：硅优先与HCl反应生成气态三氯硅烷，金属杂质生成固态氯化物（如AlCl3升华温度180℃，需分离）。 ③‌氢气还原：再经氢气还原得到高纯硅。 ‌副产物回收 HCl气体可循环用于SiCl4合成或SiHCl3制备。 4.工艺流程题的解题策略 （1）粗读题干，挖掘图示 图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。 （2）携带问题，精读信息 这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。 （3）跳跃思维，规范答题 答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。 （4）积累常考的答题模板 ①除杂：除去……中的…… ②干燥：除去……气体中的水蒸气，防止…… ③增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 ④加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 ⑤温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 ⑥从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。 ⑦从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。 ⑧控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 ⑨减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 ⑩检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 ⑪洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 ⑫检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 ⑬洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。 ⑭冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。 ⑮乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 ⑯蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 ⑰事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。 5.化工流程中氧化还原反应方程式的解答措施 第1步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 第2步：按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式，根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。 第3步：根据电荷守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式的两端的电荷守恒。 第4步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。 ◆考点05 有关硫、氮、硅的无机框图推断题的解题策略 （1）解题技巧 框图型推断题解题的关键在于寻找突破口，即所谓的“题眼”，解题技巧主要有以下几种： ①特征物理性质切入法：在物质推断题框图中常有一些物质能表现特殊的物理性质，如颜色、状态和气味 ，这往往可以作为解题的突破口。 ②高频信息切入法：化学推断题中通常有一种元素或物质出现的频率特别高，与其他元素或物质发生交联关系，其他元素或物质的推断都依赖于它，这样的元素或物质的推断就是解题的突破口。 ③尝试法：由于某些推断题的结论只有较少的可能性，因此可将每种可能的结论代入题内尝试，即可找出正确答案。 ④逻辑推理法：解物质推断题的过程，就是根据题给物质的某项性质或特征来推理判断的过程。在推理过程中必须具有严密的逻辑性，必须要清楚框图中是因果关系还是递进关系才能顺藤摸瓜以求得准确答案。 （2）寻找“题眼”的途径 ①从物质的组成、结构方面寻找： 例如，具有正四面体结构的物质可能为甲烷或白磷或NH4＋；不含金属元素的离子化合物为铵盐；组成为A2B2型的物质可能为Na202、H202、C2H2等。 ②从实验现象寻找：例如，气体燃烧呈苍白色火焰的必为H2在Cl2中燃烧；在空气中点燃后火焰呈蓝色，则气体可能为CO、H2、CH4、H2S等。 ③从反应类型寻找：例如，同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素的单质和水，则该元素可能为S或N；两种溶液混合生成沉淀和气体，则反应可能为Ba(OH)2与(NH4)2S04，或可溶性铝盐与可溶性金属硫化物(如Na2S、NaHS)、可溶性碳酸盐(如Na2CO3、NaHCO3) 或可溶性铁盐与可溶性碳酸盐(如Na2CO3、NaHCO3)之间的双水解反应；遇水能生成气体和难溶性物质的可能为Al2S3、 Al(CH3)3或Mg3N2。 ④从典型性质寻找：如具有臭鸡蛋气味的气体必为H2S；与H2S反应有淡黄色沉淀生成的气体可能为02、C12或SO2；使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3；密度最小的气体为H2；地壳中含量最多的元素为O，最多的金属元素为Al；能溶解SiO2的酸为HF；遇苯酚生成紫色溶液的离子为Fe3+等。 ⑤从反应条件寻找：如必须控制在170℃的反应，必是制取乙烯的反应；稀溶液与铜常温下不反应，浓溶液与铜加热时反应为浓硫酸。学!科网 ⑥从数据去寻找：根据计算或题给信息，可获取某些数据，这些数据也可使我们找到突破口。如物质的熔点较低，说明可能为分子晶体；反之，熔点较高则可能为原子晶体或离子晶体。 ⑦从转化关系寻找： a.直线型转化关系，如盐A有如下转化：，D比C式量大16，E为酸。则可推知：若X为碱，则A中含NH4＋；若X为酸，则A中含S2－(或HS－)； b.常见的三角形转化关系： ； c.常见的“归中”转化关系： 非氧化还原反应：①Al3＋＋AlO―→Al(OH)3，②CO＋H2O＋CO2―HCO； 氧化还原反应：①Cl－＋ClO－Cl2(或Cl－＋ClOCl2)，②S2－＋SOS③H2S＋SO2―→S。 考点1 有关硫、氮、硅及其化合物的性质及应用 1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NO2显红棕色，可用于火箭燃料中的氧化剂 B．Na2SO3具有还原性，可用于处理自来水中残留的Cl2 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多 【答案】B 【解析】A．二氧化氮具有强氧化性，常用于火箭燃料中的氧化剂，与二氧化氮为红棕色无对应关系，性质与用途对应错误，A不选；B．Na2SO3中的硫元素为+4价，具有还原性，可与Cl2（强氧化剂）反应生成Na2SO4和HCl，有效去除残留Cl2，性质与用途对应正确，B选；C．SiO2用于制造光导纤维是因其光导性能，而非硬度大，性质与用途不匹配，C不选；D．NaHCO3治疗胃酸过多是因其能与胃酸（HCl）反应，而非受热分解，用途与性质无关，D不选；故选B。 2．下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是 A．太阳能电池板被广泛应用，利用了SiO2的光电性能 B．葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可以防止营养成分被氧化 C．世博停车场安装催化设备处理汽车尾气中的CO和NOx，利用两者反应生成无毒气体 D．“明如镜、声如磬”的瓷器可由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐 【答案】A 【解析】A．太阳能电池板利用了单质Si的光电性能，故A错误；B．SO2具有还原性，葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可以防止营养成分被氧化，故B正确；C．CO和NOx在催化剂作用下反应生成二氧化碳和氮气，故C正确；D．瓷器可由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，故D正确；选A。 3．下列说法正确的是 A．试管内壁附着有硫可用酒精或溶解 B．自然固氮和人工固氮过程中，氮元素都被氧化 C．石灰石是工业生产水泥和玻璃的重要原料 D．都可以由相应元素的单质直接化合得到 【答案】C 【解析】A．硫微溶于酒精，易溶于二硫化碳，因此可用二硫化碳溶解除去试管内壁附着的硫，A错误；B．人工固氮人工合成氨的过程中，氮元素被还原，B错误；C．工业生产玻璃的原料是石英、纯碱、石灰石，生产水泥的原料是黏土和石灰石，C正确；D．不能由相应元素的单质直接化合得到，硫与氧气化合只能生成二氧化硫，D错误；故选C。 4．下列物质的性质和用途相对应的是 A．N2的化学性质稳定，可用作粮食保护气 B．浓硫酸具有脱水性，可做干燥剂 C．氨气易溶于水，可用作制冷剂 D．SiO2属于酸性氧化物，可用于制光导纤维 【答案】A 【解析】A．氮气化学性质稳定，常温下难与其他物质反应，因此用作粮食保护气，隔绝氧气以防止氧化或腐败，A符合题意；B．浓硫酸作干燥剂是利用其吸水性，而脱水性是指将物质中的H、O元素按水比例脱去（如使有机物碳化），二者用途不同，B不符合题意；C．氨气用作制冷剂是因液氨气化吸热导致环境降温，与易溶于水的性质无关，C不符合题意；D．二氧化硅用于制作光导纤维是因高透光性和折射率，属于物理性质，与其作为酸性氧化物的化学性质无关，D不符合题意；故选A。 5．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是 A．景德镇陶瓷大学江向平教授团队深耕压电陶瓷方向，压电陶瓷不属于硅酸盐材料 B．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定 C．华为麒麟X90芯片极大降低了我们信息泄露的风险，其主要材料为SiO2 D．SO2有毒，不能用于食品添加剂 【答案】A 【解析】A．压电陶瓷是一种能够将机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料，它不属于传统的含硅材料，比如陶瓷的主要成分一般为黏土等硅酸盐，但压电陶瓷成分较为复杂且不属于硅相关材料，A正确；B．氮的固定是指氮元素由游离态转化为化合态的过程，植物的根从土壤中吸收的铵根离子和硝酸盐，都属于化合态氮，不属于氮的固定，B不正确；C．生产芯片的主要材料为Si，SiO2用于生产光导纤维，C不正确；D．虽然SO2有毒，但在严格控制用量的情况下，也能用作食品添加剂，D不正确；故选A。 考点2 有关硫、氮、硅及其化合物的相互转化 6．下列物质的转化过程，在给定条件下不能实现的是 A．石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 B．黄铁矿SO2SO3H2SO4 C．AlNa[Al(OH)4] Al(OH)3Al2O3 D．NH3NONO2HNO3 【答案】C 【解析】A．石英砂在高温条件下与焦炭反应制得粗硅，粗硅与氯化氢在加热条件下反应制得三氯硅烷，三氯硅烷高温下与氢气反应制得高纯硅，则在给定条件下物质间转化能实现，A不符合题意；B．黄铁矿在氧气中煅烧制得二氧化硫，二氧化硫在五氧化二钒的催化作用下与氧气共热反应制得三氧化硫，三氧化硫被98.3%的浓硫酸吸收制得硫酸，则在给定条件下物质间转化能实现，B不符合题意；C．Na[Al(OH)4]与过量盐酸反应生成氯化铝，不能生成氢氧化铝，C符合题意；D．催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应制得一氧化氮，一氧化氮与氧气反应制得二氧化氮，二氧化氮与水反应制得硝酸，则在给定条件下物质间转化能实现，D不符合题意；故选C。 7．“价类二维图”是元素化合物学习的重要工具，部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是 A．可用f的浓溶液干燥a气体 B．1mol c与足量在一定条件下充分反应时生成80g d C．e溶液在空气中久置后，溶液酸性减弱 D．盐g与盐h之间也可能发生反应 【答案】D 【分析】由图可知，a为-2价硫的氢化物，即，b为S单质，c为＋4价硫的氧化物，即，d为＋6价硫的氧化物，即，e为＋4价硫的含氧酸，即，f为＋6价硫的含氧酸，即，g为＋4价硫的钠盐，可以是或，h为＋6价硫的钠盐，可以是或，i为-2价硫的钠盐，即，据此解答。 【解析】A．具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，两者会发生氧化还原反应，则不能用f的浓溶液干燥a气体，A错误；B．与足量氧气完全反应可生成，质量是80g，但该反应为可逆反应，不可能完全转化为，则1mol c与足量在一定条件下充分反应时生成的d小于80g ，B错误；C．为弱酸，在空气中久置后，被空气中的氧气氧化为，溶液酸性增强，C错误；D．g为＋4价硫的钠盐，可以是，h为＋6价硫的钠盐，可以是，二者之间可以发生反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，所以盐g与盐h之间也可能发生反应，D正确；故选D。 8．下表列出的物质中，不能按图示路径直接进行转化的是 选项 甲 乙 丙 A Na2O2 NaHCO3 Na2CO3 B NO HNO3 NO2 C H2SO4 H2SO3 SO2 D SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 【答案】A 【解析】A．A中NaHCO3不能直接转化成Na2O2，A项错误；B．NO与O2反应可生成丙(NO2)，NO2与水反应可生成乙(HNO3)，浓HNO3与铜反应可生成NO2，稀HNO3与Cu反应可生成NO，B项正确；C．浓H2SO4与铜反应可生成丙(SO2)，SO2溶于水可生成H2SO3，H2SO3分解可生成SO2，也可氧化成H2SO4，C项正确；D．硅酸和SiO2均可与NaOH反应可生成Na2SiO3，Na2SiO3与HCl反应可转化成H2SiO3，H2SiO3受热分解也可生成SiO2，D项正确。答案选A。 9．硫及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法正确的是 A．反应①中每消耗3.4gH2S，生成物中硫原子数目为0.1×6.02×1023 B．反应②中n(氧化产物)：n(还原产物)=2：1 C．与不能大量共存 D．溶液的酸碱性能够影响物质的氧化性强弱 【答案】D 【解析】A．反应①的化学方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O，反应中每消耗2molH2S生成3molS，3.4gH2S为0.1mol，故可以生成0.15molS，生成物中硫原子数目为0.15×6.02×1023，A项错误；B．反应②：，，B项错误；C．与在酸性条件下反应，在碱性条件下能大量共存，C项错误；D．由反应②③可知溶液的酸碱性影响物质的氧化性强弱，D项正确；答案选D。 10．氮元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是 A．气体a能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 B．b→c的反应属于固氮反应 C．实验室制取气体b时可以用向上排空气法收集 D．常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液 【答案】D 【分析】根据图可知，a、b、c、d、e分别为NH3、NO、NO2、HNO3、硝酸盐，据此作答。 【解析】A．气体a是NH3，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，干燥的红色石蕊试纸不会变色，A错误；B．固氮反应是将游离态的氮转化为化合态的氮，b（NO）和c（NO2）中氮元素都是化合态，b→c的反应不属于固氮反应，B错误；C．b是NO，NO能与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，应使用排水法收集 ，C错误；D．常温下，d（NH3）的浓溶液能使铁发生钝化，在铁表面形成一层致密的氧化膜，阻止内部金属进一步反应，所以常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液，D正确；故选D。 考点3 有关硫、氮、硅及其化合物制备工艺流程 11．某汽车安全气囊的产气药剂主要含有叠氮化钠(NaN3)，该物质是一种无色晶体，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。化工生产中，多余的NaN3常使用NaClO溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体。某硝酸工厂处理尾气并制备叠氮化钠的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．合成NaNO2时，生成1mol NaNO2对应转移的电子数为0.5NA B．试剂①与试剂②分别为乙醇、乙醚 C．合成NaN3的化学反应方程式为：N2H4 + NaNO2 = NaN3 + 2H2O D．若处理19.5g NaN3，理论上需加入0.5mol·L-1的NaClO溶液0.6 【答案】D 【分析】一氧化氮、二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠，再和肼反应生成叠氮化钠，加入乙醇促使其结晶析出，过滤分离出晶体，最后再用乙醚洗涤得到叠氮化钠，据此解答。 【解析】A．NO中氮元素化合价由+2价升高至+3价，NO2中元素化合价由+4价降低至+3价，由得失电子守恒及原子守恒可得反应为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，由方程式可知：2molNaNO2~1mole-，则生成l molNaNO2时转移电子0.5mol，数目为0.5NA，A正确；B．已知叠氮化钠(NaN3)易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，则加入乙醇有助于叠氮化钠结晶析出，用乙醚洗涤可防止叠氮化钠的溶解损失，所以试剂①与试剂②分别为乙醇、乙醚，B正确；C．亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水，反应方程式为：N2H4+NaNO2=NaN3+2H2O，C正确；D．NaN3常使用NaClO溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体，即两者发生氧化还原反应生成氮气、氯化钠和水，反应的离子方程式为：，处理19.5g NaN3(即)，理论上需加入0.5mol·L-1的NaClO溶液体积为：，D错误；故选D。 12．工业制备高纯硅的主要过程如图所示： 下列说法错误的是 A．高纯硅是一种重要的无机非金属材料 B．该制备过程中需要隔绝空气 C．容器①中发生复分解反应，容器②中发生置换反应 D．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 【答案】C 【分析】粗硅高温条件下与氯化氢反应生成三氯硅烷和氢气，三氯硅烷高温与氢气反应生成高纯硅和氯化氢，制备高纯硅时氢气和氯化氢可以循环使用，有利于提高原料的利用率。 【解析】A．高纯硅可以制作半导体、芯片、太阳能电池等，是一种重要的无机非金属材料，故A正确；B．硅、三氯硅烷和氢气在高温条件下都能与氧气反应，所以制备过程中需要隔绝空气，故B正确；C．由分析可知，容器①中发生的反应为粗硅高温条件下与氯化氢反应生成三氯硅烷和氢气，反应中有元素发生化合价变化，属于氧化还原反应，故C错误；D．由分析可知，该工艺流程的优点是制备高纯硅时氢气和氯化氢可以循环使用，有利于提高原料的利用率，故D正确；故选C。 13．Si3N4是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下。 已知：粗硅中含少量Fe、Cu的单质及其化合物；常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应。下列说法正确的是 A．“还原”步骤中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊 B．“操作X”可将原料气通过灼热的镁粉 C．“高温氮化”合成反应中N2是氧化剂 D．“稀酸Y”可选用稀硝酸或稀硫酸 【答案】C 【分析】石英砂为，与焦炭在高温下发生：，粗硅与氮气反应生成，粗硅中还含有、的单质及化合物，经过酸洗等操作而除去，最终得到纯净的。 【解析】A．“还原”步骤中焦炭和石英砂反应生成粗硅和一氧化碳，不能使澄清石灰水变浑浊，A错误；B．“高温氮化”是反应，原料气中含有，由于镁的还原性很强，氮气也可以和镁反应，所以不能让原料气通过镁粉，B错误；C．粗硅与氮气反应生成，Si3N4中氮元素化合价为-3价，即反应过程中氮元素的化合价从价降低到价，作氧化剂，C正确；D．单质铁和铜均可以和稀硝酸反应，铁能和稀硫酸反应，而单质铜与稀硫酸不反应，稀硫酸不能除去铜，D错误；故选C。 14．既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。合成氨和氨氧化制硝酸的流程示意图如下。下列说法不正确的是 A．利用易液化的性质，在氨分离器中液化分离出 B．氧化炉中被氧化成，进入吸收塔与水反应生成 C．物质W可以是空气，也可以是 D．可以将尾气通入溶液或溶液来处理 【答案】B 【分析】氮气和氢气在合成塔中反应生成氨气，在氨分离器中分离出氨气，氮气、氢气返回合成塔中循环利用，提高原料利用率，氨气在氧化炉中通入氧气发生催化氧化生成一氧化氮和水，吸收塔中一氧化氮、氧气、水反应生成硝酸。 【解析】A．利用易液化的性质，在氨分离器中使氨气液化分离出，氮气、氢气返回合成塔中循环利用，故A正确；B． 催化氧化的产物是NO，而后吸收塔中O2与NO反应生成NO2， NO2被吸收生成HNO3，故B错误；C．根据分析，氧化炉中氨气与氧气反应生成NO，物质W可以是空气，也可以是，故C正确；D．尾气中主要含有氮氧化物，可以用碱性溶液吸收，所以可以将尾气通入溶液或溶液来处理，故D正确；选B。 15．某生产单位设计以SO2、硝酸、纯碱为原料制备亚硝酸钠(NaNO2)，其工艺流程如图： 已知： i．2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 ii．NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 下列说法正确的是 A．“吸收”过程中，为使反应更充分可采用较高的温度 B．理论上为提高产品的纯度，“吸收”过程中参加反应的 C．“反应”过程中应通入大量O2 D．NaNO2粗产品中的杂质仅含有NaNO3和Na2CO3 【答案】B 【分析】该流程的目的是制备亚硝酸钠(NaNO2)，因此“反应”过程中，发生反应ii．NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2，生成NaNO2，则“吸收”过程中，生成NO和NO2物质的量之比应为1:1，发生反应为，据此分析解答。 【解析】A．反应温度高，气体的溶解度低，不利于充分反应，A项错误；B．理论上要提高产品的纯度，“反应”过程中，发生反应ii．NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2，则“吸收”过程中，生成NO和NO2物质的量之比应为1:1，故反应为，B项正确；C．如果通入大量O2，会生成更多的NO2，则最终所得产品中会有更多的NaNO3，C项错误；D．“吸收”过程中生成H2SO4，“反应”过程中H2SO4与Na2CO3反应生成Na2SO4，Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3，故粗产品中的杂质可能有NaNO3、Na2CO3、Na2SO4、NaHCO3等，D项错误；故选B。 考点4 有关硫、氮、硅及其化合物的性质实验 16．利用如图所示微型实验装置(两个W 形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是 A．实验开始时应在浓硫酸处下方，点燃酒精灯进行加热，有无色气泡生成 B．本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性 C．干燥管中棉球浸有的试剂X 可为浓 NaOH 溶液 D．当各处观察到相应现象后，停止实验，装置中的四个溶液一定显酸性 【答案】D 【分析】浓硫酸和Cu加热条件下可发生反应生成无色的SO2气体，表现硫酸的酸性和氧化性，SO2气体使酸性高锰酸钾溶液褪色，表现还原性，使品红溶液褪色，表现漂白性，和Na2S反应生成S，表现氧化性，X用于吸收尾气，防止污染，据此解答。 【解析】A．浓硫酸和Cu加热条件下可发生反应生成无色的SO2气体，A正确；B．根据分析，本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性，B正确；C．干燥管中棉球浸有的试剂X 用于吸收尾气，可为浓 NaOH 溶液，C正确；D．酸性高锰酸钾溶液、品红溶液中SO2过量，可能显酸性，Na2S溶液中可能SO2不足，发生反应：3SO2+2Na2S=3S↓+2Na2SO3，Na2SO3溶液呈碱性，D错误；故选D。 17．下列实验装置或实验现象预测正确的是 ①实验Ⅰ：该装置可用于Cu和浓HNO3反应制取少量的NO2气体 ②实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，溶液的颜色没有变化 ③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色 ④实验Ⅳ：该装置可用于除去SO2气体中含有的少量HCl气体 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【解析】① Cu和浓HNO3反应生成的气体能与水反应，无法利用压强差控制反应的发生与停止，①不正确；② 浓硫酸使蔗糖先碳化，后将碳氧化生成CO2、SO2等，CO2在酸性KMnO4溶液中溶解度不大而以气泡逸出，SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应，将其还原，从而使溶液颜色逐渐褪去，②不正确；③ 微热稀HNO3片刻，与Cu发生反应生成NO等，溶液中有气泡产生，广口瓶内NO与O2反应生成NO2，气体为红棕色，③不正确；④ 气体与饱和溶液不反应，HCl与饱和溶液反应生成等，故该装置可以除去SO2气体中含有的少量HCl气体，④正确；符合题意的为④，故答案选D。 18．下列实验操作正确且能达到实验目的的是 A．比较非金属性：S>C>Si B．检验CO2 C．合成氨并检验氨的生成 D．验证氨气的还原性 【答案】A 【解析】A．H2SO4与Na2CO3反应生成CO2，CO2溶于水形成H2CO3，H2CO3与Na2SiO3反应生成H2SiO3沉淀，证明非金属性S>C>Si，A正确；B．木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，都能使澄清石灰水变浑浊，B错误；C．氮气和氢气在催化剂、加热条件下反应生成氨气，干燥氨气不能使得干燥pH试纸变色，不能检验氨气的生成，C错误；D．此装置可以验证氨气极易溶于水以及氨气的水溶液呈碱性，不能验证还原性，D错误；故选A。 19．下列方案设计、现象和结论均正确的一组是 实验设计 现象 结论 A 向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉 KI溶液 先变橙色，后变蓝色 氧化性：Cl2>Br2>I2 B 向品红溶液中通入某气体 品红褪色 气体一定是SO2 C 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体 溶液变浑浊 碳的非金属性比硅强 D 向某盐溶液中加入NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 无明显现象 原溶液中不含有 【答案】C 【解析】A．向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液先变橙色，后变蓝色，不能比较Br2与的氧化性，生成的碘单质可以被氯气氧化生成，也可能是溴单质氧化生成，A错误；B．向品红溶液中通入某气体，品红褪色，气体可能是SO2，可能是氯气，B错误；C．向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，会生成硅酸沉淀，证明碳酸的酸性强于硅酸，可证明碳的非金属性比硅强，C正确；D．向某溶液中加入NaOH溶液，氨气极易溶于水，由于没有加热，导致氨气没有逸出，则试纸不变蓝，不能判断原溶液中是否含有，D错误；故选C。 20．用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是 选项 气体 a b c A H2S 稀H2SO4 FeS 浓硫酸 B SO2 浓H2SO4溶液 Na2SO3 浓硫酸 C NO2 浓HNO3 铁片 CaCl2 D NH3 浓氨水 CaO 碱石灰 【答案】B 【解析】A．浓硫酸具有强氧化性，能氧化硫化氢，故硫化氢不能用浓硫酸干燥，故A错误；B．Na2SO3与浓H2SO4反应生成SO2，SO2中所含的H2O杂质用浓H2SO4除去，SO2的密度大于空气，用向上排空法收集，可以实现，故B正确；C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，不能制取二氧化氮气体，故C错误；D．碱石灰是固体，不能用洗气瓶装，应该用干燥管，氨气密度小于空气，不能用向上排空法收集，故D错误；答案选B。 考点5 有关硫、氮、硅及其化合物的无机推断 21．中学常见物质之间存在如图所示转化关系，液态的氢化物可用作制冷剂，能使带火星的木条复燃，比的相对分子质量大17，是一种红色金属单质。下列说法正确的是（反应条件和部分生成物未标出） A．为非电解质，其水溶液不导电 B．常温下，都是有毒气体，利用液态z可区分气体g和溴蒸气 C．改变工业合成的反应条件能同时将所有原料全部转化为 D．的稀溶液与反应能生成硝酸盐，植物吸收土壤中的硝酸盐属于固氮 【答案】B 【解析】A．由题中信息可知，为为为为为为稀硝酸，为，的水溶液中含有能够电离出离子，从而导电，A错误；B．常温下，均为有毒气体，通入水中所得溶液为无色，溴蒸气通入水中所得溶液为橙色，因此利用水可区分和溴蒸气，B正确；C．工业合成氨气属于可逆反应，不能完全进行到底，C错误；D．固氮指将空气中游离态的氮转化为含氮化合物，植物吸收土壤中的硝酸盐不属于固氮，D错误；故答案选B。 22．下列物质为含有相同元素的单质或化合物，在一定条件下的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件），其中丙为红棕色气体，戊是单质。下列说法正确的是 A．甲的水溶液能导电，所以甲是电解质 B．甲和乙既可用排空气法收集，又可用排水法收集 C．甲、丙反应每生成1mol戊，转移的电子为12mol D．常温下，可用铝制容器盛装丁的浓溶液 【答案】D 【分析】丙为红棕色气体，戊是单质，则丙为NO2、戊为N2；NH3催化氧化为NO、NO和氧气反应生成NO2、NO2和水反应生成硝酸，NH3和NO2反应生成N2和水，则甲是NH3、乙是NO、丁是HNO3。 【解析】A．NH3自身不能电离，NH3是非电解质，故A错误；B．NO不能用排空气法收集，NH3不能用排水法收集，故B错误；C．8NH3+6NO2=7N2+12H2O，生成7molN2转移24mol电子，反应每生成1molN2，转移的电子为mol，故C错误；D．常温下，铝在浓硝酸中钝化，可用铝制容器盛装浓硝酸，故D正确；选D。 23．一种制备硝酸的物质转化流程如图所示，M~W均表示纯净物，X、Y、Z属于氧化物。反应1在无氧条件下进行，且属于氧化还原反应；反应2在蒸馏过程中进行；向W的溶液中滴加KSCN溶液，可观察到溶液变红。下列说法正确的是 A．上述转化中涉及四种基本反应类型 B．反应1中，Y与Z的质量之比为5：4 C．反应2的发生利用了硫酸的酸性比硝酸强 D．标准状况下，22.4LY含有的原子数为 【答案】B 【分析】向W的溶液中滴加KSCN溶液，可观察到溶液变红，X、Y、Z属于氧化物，说明X为；Y与水反应生成硫酸，说明Y为；Z与氧气反应生成Y，说明Z为；反应1在无氧条件下进行，且属于氧化还原反应，说明M为。 【解析】A．图示转化中只涉及化合反应、复分解反应、分解反应，A错误；B．反应1为，与的质量之比为80：64，即5：4，B正确；C．反应2发生的原理是高沸点酸制备低沸点酸，C错误；D．标准状况下是固态，故无法计算，D错误；故答案选B。 24．A、B、C为中学常见的单质，其中A为淡黄色固体。C为目前产量最大、使用最广泛的金属，D、E、F、M为氧化物，且M常温下为无色液体。各物质间的转化关系如图所示(其些条件已略去)。下列说法错误的是 A．F的水溶液能导电，但F不属于电解质 B．往K溶液通入D也可以完成K到H的转化 C．做完实验后试管内壁附着的A可以用酒精洗涤 D．加热条件下，足量的C与G的浓溶液反应会产生两种气体 【答案】C 【分析】由题目信息可知A为硫黄、B为O2、C为Fe、D为SO2、E为Fe3O4、F为SO3、G为H2SO4、M为H2O、H为FeSO4、K为Fe2(SO4)3，据此回答。 【解析】A．F是SO3，SO3的水溶液是硫酸溶液能导电，但SO3自身不能电离，不属于电解质，A正确；B．往Fe2(SO4)3溶液中通入SO2，SO2能将还原为，能完成K到H的转化，B正确；C．单质硫微溶于酒精，做完实验后试管内壁附着的S应该用二硫化碳洗涤，C错误；D．加热条件下，足量的Fe与浓硫酸反应，开始时浓硫酸体现强氧化性，生成SO2，随着反应进行，硫酸浓度降低，稀硫酸与Fe反应生成H2，会产生两种气体，D正确；故选C。 25．已知X是一种酸式盐，常用作化肥，其有如下转化关系，图中每一个方格表示有关的一种反应物或者生成物，其中常温下、是气体，回答下列问题： （1）写出物质化学式： ， 。 （2）写出、催化反应生成的方程式 。 （3）写出实验室制取的离子反应方程式 。 （4）设计实验检验中的阳离子（写出步骤、现象、结论） 。 【答案】（1） （2） （3） （4）取少量于试管中，加入足量的浓溶液，加热，试管口置湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，则中含 【分析】X是一种酸式盐，常用作化肥，为NH4HCO3，NH4HCO3受热分解为CO2、H2O和NH3，常温下、是气体，则B为H2O，NH4HCO3与HCl反应生成NH4Cl、CO2和水，则A为CO2，因此C为NH3，CO2和Na2O2反应生成Na2CO3和D（O2），NH3与O2在催化剂作用下反应生成E（NO）和水，E（NO）与D（O2）反应生成F（NO2），F（NO2）与B（H2O）反应生成G（HNO3）和NO，G（HNO3）的稀溶液与Cu反应生成E（NO）、硝酸铜和水，G（HNO3）的浓溶液与C在加热条件下生成A（CO2）、NO2和水。 【解析】（1）据分析，B为H2O，G为HNO3。 （2）C（NH3）与D（O2）在催化剂作用下反应生成E（NO）和水，化学方程式为。 （3）实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳，离子方程式为。 （4）X中的阳离子为，检验的方法为：取少量于试管中，加入足量的浓溶液，加热，试管口置湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，则中含。 考点6 有关硫、氮、硅及其化合物的简单计算 26．铜锌合金完全溶解于的浓硝酸(密度为)中，得到和混合气体(换算为标准状况)，(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液，当金属离子刚好全部沉淀，得到沉淀。下列说法正确的是 A．该合金中 B．合金完全溶解时，溶液中 C．和的混合气体中，的体积分数是 D．刚好得到沉淀时，加入溶液的体积是 【答案】B 【分析】1.94g铜锌合金完全溶解于硝酸中，得到硝酸铜、硝酸锌溶液，加氢氧化钠，当金属离子刚好全部沉淀，得到2.96g沉淀，则Zn2+、Cu2+结合OH-的物质的量为 ，根据电荷守恒，Zn2+、Cu2+带0.06mol正电荷，根据电子守恒，19.2g铜锌合金共失去0. 06mol电子；硝酸共得到0. 06mol电子生成NO2和N2O4。 【解析】A．设铜锌合金中含有Cu、Zn的物质的量分别是amol、bmol，则①64a+65b=1.94，②2a+2b=0.06，得出b=0.02、a=0.01，该合金中，故A错误；B．反应前硝酸的物质的量为，根据电子守恒反应放出气体消耗0.06mol，根据电荷守恒，硝酸铜、硝酸锌中的为0.06mol，所以反应共消耗硝酸0.12mol，合金完全溶解时，剩余硝酸0.56mol-0.12mol=0.44mol，溶液中，故B正确；C．设混合气体中NO2和N2O4的物质的量分别为xmol、ymol，则①x+y=，②x+2y=0.06mol，得出y=0.01、x=0.04，NO2的体积分数是80%，故C错误；D．刚好得到2.96g沉淀时，溶质恰好变为NaNO3，根据元素守恒，n(NaOH)=n()=0.56mol-0.06mol=0.5mol，加入NaOH溶液的体积是，故D错误；答案选B。 27．将锌投入浓硫酸充分反应，一段时间后锌完全溶解，同时收集到标准状况下的混合气体。下列说法错误的是 A．反应后的溶液中含有 B．反应过程中转移电子 C．被还原的小于 D．存在关系式： 【答案】C 【分析】开始为浓硫酸，Zn与浓硫酸发生反应：，随着反应的进行，浓硫酸有可能变为稀硫酸，若变为稀硫酸会发生反应：，故反应产生的气体一定有，可能有，金属Zn完全溶解，全部转化为，据此解答。 【解析】A．根据分析可知：金属锌全部转化为硫酸锌，金属锌物质的量为，硫酸锌物质的量为也为，则反应后的溶液中含有ZnSO4，A正确；B．根据分析可知：无论生成二氧化硫还是氢气，每生成1个气体分子，转移2个电子，则生成标况下VL气体时，转移电子，B正确；C．开始为浓硫酸，Zn与浓硫酸发生反应：，随着反应的进行，浓硫酸有可能变为稀硫酸，若变为稀硫酸会发生反应：，由两个反应式可知，被还原的的物质的量等于生成ZnSO4的物质的量，锌完全溶解，全部转化为，则被还原的等于，C错误；D．根据分析可知：无论生成二氧化硫还是氢气，每生成1mol气体时，消耗1mol锌，金属Zn完全溶解，全部转化为，则存在关系式：，D正确；故选C。 28．如图所示，在一支50mL的注射器里充入20mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。稍后打开弹簧夹，快速吸入15mL空气(空气中O2体积占总体积的五分之一)后夹上弹簧夹，再振荡注射器。气体体积均为同温同压下的数据且该状态下气体摩尔体积为Vm L/mol，忽略反应后溶液体积的变化。下列说法错误的是 A．第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化 B．吸入空气后，气体颜色变为红棕色 C．第二次振荡注射器后，气体体积等于23mL D．第二次振荡注射器后，所得硝酸的浓度约为 【答案】C 【解析】A．NO为无色气体，不溶于水也不与水反应，则第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化，A正确；B．吸入空气后，发生反应：2NO+O2=2NO2，则气体颜色变为红棕色，B正确；C．由题干信息可知，吸入的15mL空气中含有3mLO2，根据反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，反应消耗掉3mLO2和4mLNO，故气体体积等于(20+15-3-4)mL=28mL，C错误；D．由C选项分析可知，第二次振荡注射器后生成的硝酸的物质的量为=×10-3mol，所得硝酸溶液的体积为5×10-3L，则所得硝酸的浓度约为，D正确；故选C。 29．将体积比为 3：1 的NO2 和 NO 混合气体(共 4mol)依次通入下列三个分别装有足量：（1）NaHCO3 饱和溶液、（2）浓硫酸、（3）过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是 A．0.5mol O2 B．0.67mol NO C．1mol NO和0.25mol O2 D．2mol O2 【答案】B 【解析】假设有3molNO2和1molNO，通入足量NaHCO3饱和溶液，3molNO2和H2O反应生成2molHNO3和1molNO，2molHNO3和NaHCO3反应生成2molCO2，此时主要气体为2molCO2和2molNO，通过浓硫酸干燥后，2molCO2和Na2O2反应生成1molO2，1molO2和2molNO反应生成2molNO2，用排水法收集时，2molNO2和H2O反应生成0.67molNO，答案选B。 30．是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体。克劳斯法处理的原理为先把氧化成，再使在转化炉内同剩余反应，可直接从气相制取高质量熔融硫。下列说法错误的是 A．常压下的沸点比低 B．在过量中燃烧会产生 C．每处理，消耗 D．的水溶液呈酸性 【答案】B 【分析】克劳斯法处理H2S的原理为先把H2S氧化成SO2，发生反应2H2S+3O2=2SO2+2H2O再使SO2在转化炉内同剩余H2S反应SO2+2H2S=H2O+3S↓，可直接从气相制取高质量熔融硫，则总反应为硫化氢和氧气生成硫单质和水：2H2S+O2=2H2O+2S； 【解析】A．常压下为气体，为液体，常压下的沸点比低，A正确；B．氧气过量，反应也不会生成三氧化硫，二氧化硫催化氧化才会转化为三氧化硫，B错误；C．由分析中的方程式可知，每处理1molH2S，消耗0.5molO2，C正确；D．H2S是弱酸，水溶液中会电离出氢离子，使得溶液呈酸性，D正确；答案选B 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 硫、氮、硅及其化合物 ◆考点01 硫、氮、硅及其重要化合物的性质、用途 重要性质 应用 SO2具有漂白性 用于漂白纸浆、毛、丝等 二氧化硫的还原性 二氧化硫可用作制作葡萄酒的食品添加剂 浓硫酸具有吸水性 作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI) 氮气的化学性质稳定 作保护气 浓氨水具有挥发性和还原性 检验输送Cl2的管道是否漏气 液氨汽化吸收大量的热 做制冷剂 草木灰和硫酸铵反应生成氨气 草木灰和硫酸铵不能混合施用 NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物 用作氮肥 硅的半导体性能(硅是常用的半导体材料) 制半导体、芯片、太阳能电池 二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度 可作光导纤维 4HF＋SiO2===2H2O＋SiF4↑ 用氢氟酸刻蚀玻璃 2C＋SiO2Si＋2CO↑ 碳还原二氧化硅制备粗硅 P2O5能与水反应 作干燥剂(不可干燥食品) 水玻璃不燃不爆 可用作防火材料 硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂 盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 氦气化学性质稳定、密度小 可用于填充飞艇、气球 干冰升华吸收大量的热 人工降雨 白磷(P4)易燃烧 制高纯度磷酸，红磷制安全火柴、农药等 肥皂水显碱性 肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂 ◆考点02 硫、氮、硅及其重要化合物之间的相互转化 1.理清非金属及其重要化合物之间知识主线 （1）碳、硅及其化合物：H4―→ ―→O―→O2 H4―→ ―→O2(H2O3) （2）氮及其化合物:H4+、H3―→N ―→2O―→O―→O2―→HO3―→O3- （3）硫及其化合物:2-、H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4) ―→O42- 2.构建非金属及其重要化合物之间知识网络 （1）碳、硅及其化合物 （2）氮及其化合物: （3）硫及其化合物: 3.重要非金属及其化合物的价类二维图 （1）碳、硅及其化合物： （2）氮及其化合物: （3）硫及其化合物: 4.扫除重要非金属及其化合物易忘知识盲点 （1）碳、硅及其化合物 ①自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电池的材料。SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。 ②工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。 ③氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。 ④酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。 ⑤硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。 ⑥H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可从两方面解释：a.硅酸盐比碳酸盐稳定；b.从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2气体。 ⑦水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 （2）氮及其化合物 ①NO只能用排水法或气囊法收集，NO2不能用排水法，可用排苯法收集。 ②在NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。NO2能被NaOH溶液吸收，NO单独不能被强碱溶液吸收，NO与NO2混合能被NaOH溶液吸收。 ③浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有Fe3＋。 ④硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光或受热易分解。 ⑤强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。 ⑥实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验NH需用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。 ⑦收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花，以吸收NH3。 ⑧铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。 ⑨浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。 ⑩NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用其他溶剂(如CO2和NaOH溶液)进行喷泉实验。 （3）硫及其化合物 ①除去附着在试管内壁上的硫，除了可以用热的NaOH溶液，还可以用CS2，但不能用酒精。 ②SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现SO2酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2的漂白性；能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，表现SO2的还原性；SO2与H2S反应，表现SO2的氧化性；SO2和Cl2等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。 ③把SO2气体通入BaCl2溶液中，没有沉淀生成，但若通入NH3或加入NaOH溶液，或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成，前两者生成BaSO3沉淀，后者生成BaSO4沉淀。 ④浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。 ⑤常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了钝化，钝化是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，防止了浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。 ⑥浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。 ⑦浓硫酸与金属反应时体现了浓硫酸的氧化性和酸性，而与碳等非金属反应时只体现了浓硫酸的氧化性。 ⑧浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时，随反应进行，产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应。 ⑨C与浓硫酸反应时，反应产物的确定应按以下流程进行：无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。 ⑩SO的检验方法：先加入足量稀盐酸酸化，若无现象，再滴加BaCl2溶液，观察有无白色沉淀，来判断有无SO。不可只加可溶性钡盐，不酸化；或先滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸或滴加稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液。 ◆考点03 硫、氮、硅及其重要化合物的相关实验 一、章节实验梳理 （1）【实验5-1】--SO2溶于水 现象：液面上升（SO2+H2OH2SO3，酸性比H2CO3大） 结论：SO2易溶于水 （2）【实验5-2】--验证二氧化硫的漂白性 现象：通入二氧化硫后品红溶液褪色，当再次加热褪色的溶液时，品红溶液逐渐变红。 结论：二氧化硫漂白作用由于它能与有色有机物质生成不稳定的无色物质。 （3）【实验】--蔗糖与浓硫酸反应 现象：蔗糖变黑、膨胀，放出有刺激性气味的气体。 结论：浓硫酸有强脱水性、浓硫酸可以与C反应生成SO2。 （4）【实验5-3】--浓硫酸与铜反应 实验操作 螺旋状（增大接触面积，加快反应速率）的留一段在试管外的铜丝（可以随时抽出停止实验）、等待冷却（避免浓H2SO4对实验的影响）、石蕊溶液试管上的有NaOH的棉团（吸收多余的SO2） 实验现象 ①加热前铜丝在浓硫酸中无明显现象 ②加热后，试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；试管中的品红溶液褪色，试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色 ③试管中的溶液呈蓝色 实验结论 ①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜。总结论：浓硫酸具有强氧化性。 （5）【实验5-4】硫酸根离子的检验 实验步骤 在三支试管中分别加入少量稀硫酸，Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象，再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象，从这个实验中你能得出什么站论？写出相关反应的离子方程式。 实验现象 三支试管都产生白色沉淀，加盐酸前两支试管中白色沉淀无明显变化，装Na2CO3溶液产生白色沉淀溶解。 实验结论 溶液中的CO32-也能与Ba2+反应生成白色沉淀，但BaCO3沉淀可以与稀盐酸发应故CO2。因此在实验室里：通常将溶液先用稀盐酸酸化以排除CO32-等可能造成的干扰，然后加人BaC12容液来检验SO42-的存在 （6）【实验5-5】--NO2溶于水 实验操作：通入过量O2使NO转化为HNO3，减少的大气的污染。 现象：先无色气体变为红棕色、气体体积减小，后红棕色气体褪色、体积约为原红棕色气体的1/3。 （7）【实验5-6】--氨溶于水实验 现象：酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色瀑布。 结论：氨易溶于水，溶于水的溶液呈碱性。 （8）【实验5-7】--实验室制取氨 实验装置：同时适用于制取O2 实验操作：塞棉花（减少空气向试管中扩散）、尾气处理（通H2O或H2SO4，要注意防止倒吸）、干燥剂（只能是Ca(OH)2）、验满（用湿石蕊试纸或蘸有浓HCl的玻璃棒）。 △ （9）【实验5-8】--硝酸与铜反应 现象：稀硝酸：铜片缓慢溶解，液体变蓝，生成无色气体，气体上升时变为红棕色。 浓硝酸：铜片快速溶解，液体变绿，生成红棕色气体。 二、常见气体的制备 1．气体物质制备流程 2．气体发生装置 （1）设计原则：根据制备原理、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置。 （2）基本类型 装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 固、固 加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥； ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 固、液加热或液、液加热型 Cl2、HCl等 ①烧瓶加热时要隔石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石) 固、液不加热或液、液不加热型 H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下； ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水； ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 3.气体的净化装置 （1）基本类型 装置 示意图 适用 范围 试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体 杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体 （2）吸收剂的选择 选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下： ①易溶于水的气体杂质可用水来吸收； ②酸性杂质可用碱性物质吸收； ③碱性杂质可用酸性物质吸收； ④水为杂质时，可用干燥剂来吸收； ⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 4.气体的收集方法及收集装置 根据制备气体的水溶性及气体的密度选择收集方法及收集装置： （1）排液法：难溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不与其反应的气体可用排液法收集，选用、等收集装置收集。用该装置可收集O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等气体。 （2）向上排空气法：密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等气体。 （2）向下排空气法：密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向下排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集H2、NH3、CH4等气体。 5．气体的量取装置 对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。 6．尾气处理装置的选择 a用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl2等。 b用于收集少量气体。 c、d用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。 ◆考点04 有关HNO3、H2SO4、硅的制备工艺流程 1.硫酸的工业制备与计算 工艺流程 五个三 三原料 黄铁矿或硫、空气、98.3%H2SO4 三阶段 造气、催化氧化、SO3吸收 三反应 ①4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；②2SO2＋O22SO3；③SO3＋H2O＝H2SO4 三设备 沸腾炉、接触室、吸收塔 三净化 除尘、洗涤、干燥 六原理 ①增大接触面积；②增大反应物浓度；③热交换原理；④逆流原理；⑤催化原理；⑥连续生产原理 尾气处理 SO2＋2NH3·H2O＝(NH4)2SO3、(NH4)2SO3＋H2SO4＝(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O (NH4)2SO4作肥料，SO2返回车间作原料 废渣利用 制水泥、炼铁 工业计算 用关系式法：FeS2～2H2SO4；S～H2SO4 2.硝酸的工业制备 主要原料 氨气、空气、水 主要原理 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 尾气处理 用NaOH溶液吸收 生产流程图 生产步骤 ①‌氨的催化氧化‌：氨（NH3）与空气或富氧空气的混合气在催化剂的作用下发生氧化反应，生成一氧化氮（NO）。这一过程通常在760至840℃的温度下进行，催化剂为含铑的网形催化剂或以氧化铁为主体的非铂催化剂。‌ ②‌二氧化氮的生成‌：生成的一氧化氮继续与氧气反应，生成二氧化氮（NO2）。这一步骤中，一氧化氮被进一步氧化成二氧化氮，为后续的硝酸制备做准备。 ③‌硝酸的制备‌：最后，二氧化氮与水反应，生成硝酸（HNO3）。这一过程通常在吸收塔内进行，二氧化氮与水反应生成硝酸，同时释放出一氧化氮，这些一氧化氮可以循环利用。 浓硝酸的制备 使用脱水剂（如浓硫酸或无机盐如硝酸镁）对稀硝酸进行精馏，从而得到浓硝酸。‌ 3.硅的的制备 主要原料 石英砂（SiO2 ≥99%）、 焦炭（C） 主要原理 (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl 生产流程图 生产步骤 ①粗硅的制备：用焦炭还原石英砂，得到含少量杂质的粗硅。 ②氯化与精馏：硅优先与HCl反应生成气态三氯硅烷，金属杂质生成固态氯化物（如AlCl3升华温度180℃，需分离）。 ③‌氢气还原：再经氢气还原得到高纯硅。 ‌副产物回收 HCl气体可循环用于SiCl4合成或SiHCl3制备。 4.工艺流程题的解题策略 （1）粗读题干，挖掘图示 图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。 （2）携带问题，精读信息 这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。 （3）跳跃思维，规范答题 答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。 （4）积累常考的答题模板 ①除杂：除去……中的…… ②干燥：除去……气体中的水蒸气，防止…… ③增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 ④加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 ⑤温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 ⑥从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。 ⑦从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。 ⑧控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 ⑨减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 ⑩检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 ⑪洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 ⑫检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 ⑬洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。 ⑭冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。 ⑮乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 ⑯蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 ⑰事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。 5.化工流程中氧化还原反应方程式的解答措施 第1步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 第2步：按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式，根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。 第3步：根据电荷守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式的两端的电荷守恒。 第4步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。 ◆考点05 有关硫、氮、硅的无机框图推断题的解题策略 （1）解题技巧 框图型推断题解题的关键在于寻找突破口，即所谓的“题眼”，解题技巧主要有以下几种： ①特征物理性质切入法：在物质推断题框图中常有一些物质能表现特殊的物理性质，如颜色、状态和气味 ，这往往可以作为解题的突破口。 ②高频信息切入法：化学推断题中通常有一种元素或物质出现的频率特别高，与其他元素或物质发生交联关系，其他元素或物质的推断都依赖于它，这样的元素或物质的推断就是解题的突破口。 ③尝试法：由于某些推断题的结论只有较少的可能性，因此可将每种可能的结论代入题内尝试，即可找出正确答案。 ④逻辑推理法：解物质推断题的过程，就是根据题给物质的某项性质或特征来推理判断的过程。在推理过程中必须具有严密的逻辑性，必须要清楚框图中是因果关系还是递进关系才能顺藤摸瓜以求得准确答案。 （2）寻找“题眼”的途径 ①从物质的组成、结构方面寻找： 例如，具有正四面体结构的物质可能为甲烷或白磷或NH4＋；不含金属元素的离子化合物为铵盐；组成为A2B2型的物质可能为Na202、H202、C2H2等。 ②从实验现象寻找：例如，气体燃烧呈苍白色火焰的必为H2在Cl2中燃烧；在空气中点燃后火焰呈蓝色，则气体可能为CO、H2、CH4、H2S等。 ③从反应类型寻找：例如，同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素的单质和水，则该元素可能为S或N；两种溶液混合生成沉淀和气体，则反应可能为Ba(OH)2与(NH4)2S04，或可溶性铝盐与可溶性金属硫化物(如Na2S、NaHS)、可溶性碳酸盐(如Na2CO3、NaHCO3) 或可溶性铁盐与可溶性碳酸盐(如Na2CO3、NaHCO3)之间的双水解反应；遇水能生成气体和难溶性物质的可能为Al2S3、 Al(CH3)3或Mg3N2。 ④从典型性质寻找：如具有臭鸡蛋气味的气体必为H2S；与H2S反应有淡黄色沉淀生成的气体可能为02、C12或SO2；使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3；密度最小的气体为H2；地壳中含量最多的元素为O，最多的金属元素为Al；能溶解SiO2的酸为HF；遇苯酚生成紫色溶液的离子为Fe3+等。 ⑤从反应条件寻找：如必须控制在170℃的反应，必是制取乙烯的反应；稀溶液与铜常温下不反应，浓溶液与铜加热时反应为浓硫酸。学!科网 ⑥从数据去寻找：根据计算或题给信息，可获取某些数据，这些数据也可使我们找到突破口。如物质的熔点较低，说明可能为分子晶体；反之，熔点较高则可能为原子晶体或离子晶体。 ⑦从转化关系寻找： a.直线型转化关系，如盐A有如下转化：，D比C式量大16，E为酸。则可推知：若X为碱，则A中含NH4＋；若X为酸，则A中含S2－(或HS－)； b.常见的三角形转化关系： ； c.常见的“归中”转化关系： 非氧化还原反应：①Al3＋＋AlO―→Al(OH)3，②CO＋H2O＋CO2―HCO； 氧化还原反应：①Cl－＋ClO－Cl2(或Cl－＋ClOCl2)，②S2－＋SOS③H2S＋SO2―→S。 考点1 有关硫、氮、硅及其化合物的性质及应用 1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NO2显红棕色，可用于火箭燃料中的氧化剂 B．Na2SO3具有还原性，可用于处理自来水中残留的Cl2 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多 2．下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是 A．太阳能电池板被广泛应用，利用了SiO2的光电性能 B．葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可以防止营养成分被氧化 C．世博停车场安装催化设备处理汽车尾气中的CO和NOx，利用两者反应生成无毒气体 D．“明如镜、声如磬”的瓷器可由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐 3．下列说法正确的是 A．试管内壁附着有硫可用酒精或溶解 B．自然固氮和人工固氮过程中，氮元素都被氧化 C．石灰石是工业生产水泥和玻璃的重要原料 D．都可以由相应元素的单质直接化合得到 4．下列物质的性质和用途相对应的是 A．N2的化学性质稳定，可用作粮食保护气 B．浓硫酸具有脱水性，可做干燥剂 C．氨气易溶于水，可用作制冷剂 D．SiO2属于酸性氧化物，可用于制光导纤维 5．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是 A．景德镇陶瓷大学江向平教授团队深耕压电陶瓷方向，压电陶瓷不属于硅酸盐材料 B．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定 C．华为麒麟X90芯片极大降低了我们信息泄露的风险，其主要材料为SiO2 D．SO2有毒，不能用于食品添加剂 考点2 有关硫、氮、硅及其化合物的相互转化 6．下列物质的转化过程，在给定条件下不能实现的是 A．石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 B．黄铁矿SO2SO3H2SO4 C．AlNa[Al(OH)4] Al(OH)3Al2O3 D．NH3NONO2HNO3 7．“价类二维图”是元素化合物学习的重要工具，部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是 A．可用f的浓溶液干燥a气体 B．1mol c与足量在一定条件下充分反应时生成80g d C．e溶液在空气中久置后，溶液酸性减弱 D．盐g与盐h之间也可能发生反应 8．下表列出的物质中，不能按图示路径直接进行转化的是 选项 甲 乙 丙 A Na2O2 NaHCO3 Na2CO3 B NO HNO3 NO2 C H2SO4 H2SO3 SO2 D SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 9．硫及其化合物的部分转化关系如图所示。下列说法正确的是 A．反应①中每消耗3.4gH2S，生成物中硫原子数目为0.1×6.02×1023 B．反应②中n(氧化产物)：n(还原产物)=2：1 C．与不能大量共存 D．溶液的酸碱性能够影响物质的氧化性强弱 10．氮元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是 A．气体a能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 B．b→c的反应属于固氮反应 C．实验室制取气体b时可以用向上排空气法收集 D．常温下可用铁质容器来盛装d的浓溶液 考点3 有关硫、氮、硅及其化合物制备工艺流程 11．某汽车安全气囊的产气药剂主要含有叠氮化钠(NaN3)，该物质是一种无色晶体，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。化工生产中，多余的NaN3常使用NaClO溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体。某硝酸工厂处理尾气并制备叠氮化钠的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．合成NaNO2时，生成1mol NaNO2对应转移的电子数为0.5NA B．试剂①与试剂②分别为乙醇、乙醚 C．合成NaN3的化学反应方程式为：N2H4 + NaNO2 = NaN3 + 2H2O D．若处理19.5g NaN3，理论上需加入0.5mol·L-1的NaClO溶液0.6 12．工业制备高纯硅的主要过程如图所示： 下列说法错误的是 A．高纯硅是一种重要的无机非金属材料 B．该制备过程中需要隔绝空气 C．容器①中发生复分解反应，容器②中发生置换反应 D．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 13．Si3N4是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下。 已知：粗硅中含少量Fe、Cu的单质及其化合物；常温下Si3N4除与氢氟酸反应外不与其他酸反应。下列说法正确的是 A．“还原”步骤中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊 B．“操作X”可将原料气通过灼热的镁粉 C．“高温氮化”合成反应中N2是氧化剂 D．“稀酸Y”可选用稀硝酸或稀硫酸 14．既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。合成氨和氨氧化制硝酸的流程示意图如下。下列说法不正确的是 A．利用易液化的性质，在氨分离器中液化分离出 B．氧化炉中被氧化成，进入吸收塔与水反应生成 C．物质W可以是空气，也可以是 D．可以将尾气通入溶液或溶液来处理 15．某生产单位设计以SO2、硝酸、纯碱为原料制备亚硝酸钠(NaNO2)，其工艺流程如图： 已知： i．2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 ii．NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 下列说法正确的是 A．“吸收”过程中，为使反应更充分可采用较高的温度 B．理论上为提高产品的纯度，“吸收”过程中参加反应的 C．“反应”过程中应通入大量O2 D．NaNO2粗产品中的杂质仅含有NaNO3和Na2CO3 考点4 有关硫、氮、硅及其化合物的性质实验 16．利用如图所示微型实验装置(两个W 形管)探究有关浓硫酸和SO2的性质。下列有关说法错误的是 A．实验开始时应在浓硫酸处下方，点燃酒精灯进行加热，有无色气泡生成 B．本实验可以证明浓硫酸的强氧化性、酸性以及SO2的还原性、氧化性、漂白性 C．干燥管中棉球浸有的试剂X 可为浓 NaOH 溶液 17．下列实验装置或实验现象预测正确的是 ①实验Ⅰ：该装置可用于Cu和浓HNO3反应制取少量的NO2气体 ②实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，溶液的颜色没有变化 ③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色 ④实验Ⅳ：该装置可用于除去SO2气体中含有的少量HCl气体 A．① B．② C．③ D．④ 18．下列实验操作正确且能达到实验目的的是 A．比较非金属性：S>C>Si B．检验CO2 C．合成氨并检验氨的生成 D．验证氨气的还原性 19．下列方案设计、现象和结论均正确的一组是 实验设计 现象 结论 A 向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉 KI溶液 先变橙色，后变蓝色 氧化性：Cl2>Br2>I2 B 向品红溶液中通入某气体 品红褪色 气体一定是SO2 C 向Na2SiO3溶液中通入CO2气体 溶液变浑浊 碳的非金属性比硅强 D 向某盐溶液中加入NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 无明显现象 原溶液中不含有 20．用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是 选项 气体 a b c A H2S 稀H2SO4 FeS 浓硫酸 B SO2 浓H2SO4溶液 Na2SO3 浓硫酸 C NO2 浓HNO3 铁片 CaCl2 D NH3 浓氨水 CaO 碱石灰 考点5 有关硫、氮、硅及其化合物的无机推断 21．中学常见物质之间存在如图所示转化关系，液态的氢化物可用作制冷剂，能使带火星的木条复燃，比的相对分子质量大17，是一种红色金属单质。下列说法正确的是（反应条件和部分生成物未标出） A．为非电解质，其水溶液不导电 B．常温下，都是有毒气体，利用液态z可区分气体g和溴蒸气 C．改变工业合成的反应条件能同时将所有原料全部转化为 D．的稀溶液与反应能生成硝酸盐，植物吸收土壤中的硝酸盐属于固氮 22．下列物质为含有相同元素的单质或化合物，在一定条件下的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件），其中丙为红棕色气体，戊是单质。下列说法正确的是 A．甲的水溶液能导电，所以甲是电解质 B．甲和乙既可用排空气法收集，又可用排水法收集 C．甲、丙反应每生成1mol戊，转移的电子为12mol D．常温下，可用铝制容器盛装丁的浓溶液 23．一种制备硝酸的物质转化流程如图所示，M~W均表示纯净物，X、Y、Z属于氧化物。反应1在无氧条件下进行，且属于氧化还原反应；反应2在蒸馏过程中进行；向W的溶液中滴加KSCN溶液，可观察到溶液变红。下列说法正确的是 A．上述转化中涉及四种基本反应类型 B．反应1中，Y与Z的质量之比为5：4 C．反应2的发生利用了硫酸的酸性比硝酸强 D．标准状况下，22.4LY含有的原子数为 24．A、B、C为中学常见的单质，其中A为淡黄色固体。C为目前产量最大、使用最广泛的金属，D、E、F、M为氧化物，且M常温下为无色液体。各物质间的转化关系如图所示(其些条件已略去)。下列说法错误的是 A．F的水溶液能导电，但F不属于电解质 B．往K溶液通入D也可以完成K到H的转化 C．做完实验后试管内壁附着的A可以用酒精洗涤 D．加热条件下，足量的C与G的浓溶液反应会产生两种气体 25．已知X是一种酸式盐，常用作化肥，其有如下转化关系，图中每一个方格表示有关的一种反应物或者生成物，其中常温下、是气体，回答下列问题： （1）写出物质化学式： ， 。 （2）写出、催化反应生成的方程式 。 （3）写出实验室制取的离子反应方程式 。 （4）设计实验检验中的阳离子（写出步骤、现象、结论） 。 考点6 有关硫、氮、硅及其化合物的简单计算 26．铜锌合金完全溶解于的浓硝酸(密度为)中，得到和混合气体(换算为标准状况)，(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液，当金属离子刚好全部沉淀，得到沉淀。下列说法正确的是 A．该合金中 B．合金完全溶解时，溶液中 C．和的混合气体中，的体积分数是 D．刚好得到沉淀时，加入溶液的体积是 27．将锌投入浓硫酸充分反应，一段时间后锌完全溶解，同时收集到标准状况下的混合气体。下列说法错误的是 A．反应后的溶液中含有 B．反应过程中转移电子 C．被还原的小于 D．存在关系式： 28．如图所示，在一支50mL的注射器里充入20mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。稍后打开弹簧夹，快速吸入15mL空气(空气中O2体积占总体积的五分之一)后夹上弹簧夹，再振荡注射器。气体体积均为同温同压下的数据且该状态下气体摩尔体积为Vm L/mol，忽略反应后溶液体积的变化。下列说法错误的是 A．第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化 B．吸入空气后，气体颜色变为红棕色 C．第二次振荡注射器后，气体体积等于23mL D．第二次振荡注射器后，所得硝酸的浓度约为 29．将体积比为 3：1 的NO2 和 NO 混合气体(共 4mol)依次通入下列三个分别装有足量：（1）NaHCO3 饱和溶液、（2）浓硫酸、（3）过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是 A．0.5mol O2 B．0.67mol NO C．1mol NO和0.25mol O2 D．2mol O2 30．是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体。克劳斯法处理的原理为先把氧化成，再使在转化炉内同剩余反应，可直接从气相制取高质量熔融硫。下列说法错误的是 A．常压下的沸点比低 B．在过量中燃烧会产生 C．每处理，消耗 D．的水溶液呈酸性 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$