内容正文:
专题01 硫、氮、硅及其化合物
内容概览
考向1 硫及其化合物
考向2 氮及其化合物
考向3 硅及其化合物
考向1 硫及其化合物
1.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作、现象
结论
A
向某溶液中滴加溶液,产生白色沉淀
溶液中含有
B
将通入到溴水中,溶液颜色褪去
具有漂白性
C
向某溶液中加入溶液并加热,生成了能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体
溶液中含有
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色且无分层现象
生成的1,2-二溴乙烷无色、溶于四氯化碳
A.A B.B C.C D.D
2.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)下列反应对应的离子方程式正确的是
A.与反应:
B.少量通入氨水:
C.过量的铁粉与稀硝酸反应:
D.通入溶液:
3.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价-类二维图”,下列说法错误的是
A.作氧化剂时,理论上可被还原为单质
B.与在点燃时经一步反应可生成
C.可以与一定浓度的硫酸发生反应
D.检验是否变质:取样,加入足量的盐酸,再加入氯化钡,若产生白色沉淀则变质
4.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)将分别通入下列4种溶液中,有关说法正确的是
A.试管a中实验可以证明具有漂白性
B.试管b中溶液褪色,说明具有强氧化性
C.试管c中能产生白色沉淀,说明具有还原性
D.试管d中能产生白色沉淀,该沉淀完全溶于稀硝酸
5.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A.
在酸性高酸钾溶液中通入过量
溶液褪色
二氧化硫具有还原性
B.
碳和浓硫酸加热所得气体产物依次通过品红溶液和澄清石灰水
溶液褪色
气体产物中含有和
C.
向溶液X中加入少量稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸未变蓝色
溶液X不含
D.
足量的铜和浓硝酸反应,反应停止后,往溶液中加入稀硫酸
溶液继续有气泡产生
铜和稀硫酸反应生成
A.A B.B C.C D.D
6.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
NH3
NH4Cl
a
e
B
Cl2
MnO2 + 浓盐酸
c
d
C
SO2
Cu + 浓硫酸
b
d
D
NO2
Cu + 浓硝酸
b
f
A.A B.B C.C D.D
7.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行SO2性质探究。
已知:①“绿矾”高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物:
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
下列说法正确的是
A.装置A中发生的反应为
B.实验中通入的N2可以换为O2
C.装置B中最终得到的物质是液态SO3
D.C中无论选择BaCl2溶液还是Ba(NO3)2溶液,都一定会出现白色沉淀
8.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)某兴趣小组为研究几种常见气体的性质,设计如下实验装置。已知实验室常用与反应制取气体。实验中N装置出现的现象记录如下表,其对应的反应离子方程式错误的是。
选项
M
P
N中的实验现象
N中的反应离子方程式
A
淀粉碘化钾溶液
溶液变蓝
B
氯化铁溶液
溶液黄色变浅,出现淡黄色沉淀
C
酸性高锰酸钾溶液
紫红色变浅
C
氢氧化钡溶液
白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
9.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)铜陵素有“中国古铜都,当代铜基地”之称,铜是人类祖先最早应用的金属。目前工业上生产铜以黄铜矿为原料(主要成分为)火法冶炼铜,部分工业流程如下,其中熔炼反应为:。表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是。
A.青铜器表面易产生铜绿,文物修复专家常用稀硝酸浸泡
B.在熔炼反应中,既是氧化剂也是还原剂
C.尾气如直接排放可能会引起酸雨,可以回收用于生产硫酸
D.生成时,转移的电子数为
考向2 氮及其化合物
1.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)价类二维图可以从不同角度研究含氮物质的性质及其转化关系,图中物质a~h中均含氮元素。下列说法正确的是
A.b在一定条件下可与氧气直接反应生成d
B.Cu可以与e的浓溶液反应生成c
C.a→c→d→e是工业制硝酸的过程
D.g和h不可能是同种物质
2.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)不属于氮的固定的是
A.根瘤菌把氮气转化为氨 B.氮气和氢气在适宜条件下合成氨
C.镁在氮气中燃烧 D.工业上用氨和二氧化碳合成尿素
3.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)下列方程式正确的是
A.铁溶于稀硝酸,溶液变黄:
B.发生催化氧化反应:
C.铁和硫加热条件下反应:
D.“气肥”要低温保存,因为碳酸氢铵受热分解:
4.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是。
提示:(方程式未配平)
A.对应含氧酸的酸性:e′>e
B.工业上通过a→b→c→d→e来制备
C.玻璃棒蘸取a的浓溶液靠近b′能观察到白烟
D.当d的物质的量大于c时,c、d混合气体可用足量氢氧化钠溶液完全吸收
5.(23-24高一下·安徽宣城·期末)利用下列实验装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
A.制取氨气 B.干燥氨气 C.收集氨气 D.吸收氨气
6.(23-24高一下·安徽宣城·期末)常温下利用下列装置和试剂按照规定操作进行实验,能实现相应物质转化的是
装置
选项
试剂a
试剂b
操作
物质转化
A
铜丝
浓硫酸
a插入b中
浓硫酸→二氧化硫
B
铁丝
浓硝酸
a插入b中
浓硝酸→二氧化氮
C
红热铜丝
乙醇
a插入b中
乙醇→乙酸
D
红热铂丝
浓氨水
a在b上方
氨气→一氧化氮
A.A B.B C.C D.D
7.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下图是氮元素常见化合价与部分含氮物质类别对应的关系图,下列说法错误的是
A.a的化学性质不活泼,常用作保护气
B.c属于酸性氧化物,实验室可用向上排空气法收集
C.常温下,d的浓溶液能用铝制容器盛装
D.一定条件下,和e反应可以转化为a
8.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)科学研究人员提出在有机碳源和微生物的作用下,可以实现大气中的氮循环(如图所示),减少对环境的污染。下列说法正确的是
A.转化成属于氮的固定
B.图中氮的化合价仅有0、+3、+5
C.转化过程中被甲醇氧化为N2
D.与反应的离子方程式为:
9.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A.实验中常用排水法收集NO2气体 B.久置的浓硝酸浓度减小
C.NO→NO2的过程属于氮的固定 D.浓硝酸常温下不与铁反应
10.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)用零价铁去除酸性水体中的是地下水修复研究的热点之一。下列说法错误的是
铁粉还原水体中的反应原理示意图
足量铁粉还原水体中的后,铁表面最终的形态示意图
初始的水体中,分别加入、(足量)、(足量)和时去除率(%)的对比图像
A.图甲中形成原电池加快了铁粉还原水体中的反应速率,正极电极反应式为
B.当附着在表面后会阻碍零价铁还原水体中的
C.使用纳米铁粉去除地下水中的效果更好
D.由图丙可知,去除时,中加入适量,提高了的去除率主要原因是与发生了氧化还原反应
11.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)下列有关氨气的制备、干燥、收集和尾气处理正确的是
A.图甲:实验室制氨气 B.图乙:干燥氨气
C.图丙:收集氨气 D.图丁:尾气处理
12.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述正确的是
A.雾和霾的分散剂不同 B.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
C.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 D.雾霾的形成与过度施用氮肥无关
13.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法正确的是
A.NO属于离子化合物
B.该分解过程是
C.过程②释放能量,过程③吸收能量
D.标准状况下,NO分解生成转移电子数为
考向3 硅及其化合物
1.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)以叶蛇纹石[主要成分是,含少量、、等]为原料提取高纯硅流程如下,下列说法正确的是
叶蛇纹石粗硅精硅
A.能溶于烧碱溶液和氢氟酸,故为两性氧化物
B.整个流程中与可以循环利用
C.步骤③和④的反应互为可逆反应
D.步骤②③④中涉及的主要反应,只有③④是置换反应
2.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.硬度大,可用来制造光导纤维
B.显酸性,可用于杀菌消毒
C.可使高锰酸钾溶液褪色,说明具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.铁粉具有还原性,可用作食品抗氧化剂
3.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
4.(23-24高一下·安徽宣城·期末)化学与生活联系紧密。下列所述事实与物质性质不相符的是
选项
事实
物质性质
A
NH4HCO3作膨松剂
NH4HCO3可中和酸并受热分解
B
SiO2用于生产光导纤维
SiO2熔点高
C
聚乙烯制作吊装缆绳
聚乙烯材料张力好且耐磨、耐腐蚀
D
75%的酒精作消毒剂
酒精可使蛋白质变性
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高一下·安徽亳州·期末)化学与生活、生产和社会发展密切相关。下列说法错误的是
A.硝酸铵溶于水可吸收大量的热,可用来制作冰敷袋
B.制造汽车发动机的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C.计算机、通信设备和家用电器等芯片的主要成分是单质硅
D.医用口罩所用的熔喷布是一种聚丙烯材料,聚丙烯可以使溴水褪色
6.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)下列变化对应的方程式正确的是。
A.浓硝酸见光分解:(浓)
B.工业上用石英制取粗硅:
C.向溴化钠溶液中滴入硝酸银产生淡黄色沉淀:
D.丙烯和发生加成反应:
7.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)马鞍山历史文化悠久,市博物馆馆藏文物丰富。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是
A.青铜三足承盘香熏 B.青瓷莲瓣纹托盏
C.三国生活图漆盘 D.青铜铙
8.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是
A.的电子式为 B.中各原子均达到8电子稳定结构
C.含7个中子的氮原子可表示为 D.是离子化合物
9.(23-24高一下·安徽宣城·期末)材料组成和结构的变化可以引起性能的变化,下列推测不合理的是
选项
材料
组成和结构的变化
性能变化
A
普通玻璃
加入某些金属氧化物
呈现不同的颜色
B
半导体硅
用碳原子取代部分硅原子
导电性增强
C
植物油
催化加氢
不易变质
D
橡胶
硫化使其结构由线型变为网状
强度提高
A.A B.B C.C D.D
1.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
氨是一种重要的化学物质,主要来自于人工合成。1909年,化学家哈伯利用N2和H2合成氨。一定条件下,N2和H2以1:3的体积比充入密闭容器中,平衡时氨的含量与温度和压强的关系如图1所示。
我国科学家使用三元Ni-Fe-V催化剂,通过电催化实现了在温和的条件下制氨,电催化反应过程如图2所示。请回答下列问题:
2.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列说法错误的是
A.300℃时,氨的含量随压强增大而增大
B.氨的含量不再变化时反应达平衡状态
C.500atm、500℃达平衡时,N2的含量为15%
D.相同压强下500℃氨的含量比300℃低,原因是反应速率小
3.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列关于电催化反应的说法中,错误的是
A.属于氮的固定 B.可能有氢气生成
C.高温更有利于电催化制氨 D.①②③均要形成极性键
4.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)化工生产事关经济民生,以下有关化工生产的描述正确的是。
A.工业上制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和黏土
B.如图甲,硫酸厂在沸腾炉中实现
C.如图乙,海水提溴步骤④⑤⑥的目的是为了富集溴元素
D.侯氏制碱法:先向饱和食盐水中通入足量氨气,后通入微量,有利于沉淀析出
5.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,该气体遇到空气变为红棕色,溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示,下列叙述错误的是
A.开始时加入铁粉反应的离子方程式为
B.加入铁粉时,溶液中有
C.原溶液中的物质的量浓度为
D.加入铁粉后溶液中的溶质为和
6.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)S、N及其化合物在生产、生活中有重要应用。回答下列问题:
(1)某实验小组设计的制取并验证部分性质的实验装置(夹持装置已省略)如图所示。
①写出装置A中发生反应的化学方程式: 。若生成标准状况下,被还原的的物质的量为 mol。
②装置C、D中溶液均褪色,体现的性质依次是 、 。
(2)以为原料生产部分化工产品的流程如图所示:
①反应Ⅰ中若足量,反应的离子方程式为 。
②物质B的化学式为 。以为原料制取B(假定其中N元素完全转化至B中),理论上反应Ⅱ、Ⅲ需要消耗的物质的量共 mol。
③反应Ⅳ中需要先向饱和食盐水中通入 (填化学式),若D的焰色试验呈黄色,写出反应Ⅴ的化学方程式: 。
7.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)某化学小组在实验室模拟工业生产制取HNO3设计了如图所示装置,实验过程中持续通入氧气。
(1)仪器B的名称为 。
(2)实验时,先点燃 处(选“A”或“C”)酒精灯。
(3)写出装置C中主要反应的化学方程式: 。
(4)反应过程中装置D中出现白烟,白烟的成分为 。
(5)工业上要获得浓度较大的硝酸,通常先在稀硝酸中加入吸水剂,然后在 (选填“较低”或“较高”)温度下蒸馏,请用化学用语说明判断依据: 。
(6)若使氨气中N全部转化为硝酸,理论上通入的氨气与氧气的物质的量之比最大为 。
8.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)Ⅰ.某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)装置发生的化学反应方程式为 。
(2)甲、乙分别是 (填标号)。
a.浓硫酸、浓硫酸 b.碱石灰、碱石灰 c.五氧化二磷、五氧化二磷 d.碱石灰、无水氯化钙
(3)若NO2能够被NH3还原产生无污染的气体,写出相应的化学反应方程式: 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
Ⅱ.硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如图:
(5)工业上常以粉碎的黄铁矿FeS2为原料来制备SO2,将黄铁矿粉碎的原因是: 。
(6)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式 。
(7)硫酸工业的尾气中含有少量SO2,为避免环境污染,可用强碱溶液吸收,请写出相关的离子反应方程式 。
9.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)Ⅰ.某实验室利用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
(1)装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。装置D中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题:
(2)一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是 (填编号)。假设每一步均完全转化,每生成0.4molNH3,同时生成 。
(3)在催化剂的作用下,向的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质。写出消除的化学反应方程式: 。
(4)废水中氮的主要存在形态是硝态氮(以存在)和氨氮(以存在),还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,图1为只加过量Na2SO3、图2为同时加过量Fe粉与Na2SO3时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。
分析上述图像,图1中生成N2的离子方程式为 ;图2中内发生主要反应的离子方程式为 。
②氧化法:利用NaClO将水体中氨氮氧化为N2.已知氧化性:,还原性:。研究发现,控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随溶液酸性增强而下降,分析原因是 。
10.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)为探究碳素钢(仅含有C和)与浓硫酸反应后的气体产物,某学习小组设计了如下实验装置。(部分夹持装置省略)
回答下列问题
(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称为 。
(2)装置B的作用为 。
(3)一段时间后观察到B中溶液颜色稍变浅,C中溶液变浑浊,说明气体产物中含 (填化学式)。
(4)实验过程中观察到E中黑色固体变红、F中固体变蓝,H中溶液无明显变化,说明气体产物中含 (填化学式),产生该气体的离子方程式为 。
(5)根据以上实验,写出碳与浓硫酸反应的化学方程式 。
11.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)在古代中国,稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。
Ⅰ.目前工业上主要采用接触法制备硫酸,其流程如下:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 ,将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为 。
Ⅱ.硫酸的性质:某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行了实验探究活动。
(2)A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ;请写出碳参与反应的化学方程式 。
(3)实验开始后,观察到装置B和装置C中溶液均褪色。两者褪色原理是否相同? (填“相同”或“不同”)。
(4)若D装置中溶液不褪色,E装置中溶液变浑浊,说明有 (填化学式)气体生成。实验过程中观察到 现象时,说明反应产物中还有H2生成。
(5)装置I中碱石灰的作用 。
12.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)某小组设计下列装置用于制备和探究的性质(夹持装置已略去)。
提示:二氧化硫易溶于水,难溶于、苯等有机溶剂。
回答下列问题:
(1)A装置中a导管的作用是 ,A装置中发生反应的化学方程式是 ;使用质量分数为70%的而不使用稀硫酸的原因是 。
(2)B装置可用于探究的还原性,该反应的离子方程式是 ;从角度设计实验方案验证其还原性,操作为 。
(3)D装置可用于探究的氧化性,实验现象为 。
(4)如果使用F装置代替A装置进行实验,使用可抽拉式铜丝的优点是 ,浓在该反应中所起的作用是 (填选项字母)。
A.强氧化性 B.吸水性 C.酸性 D.脱水性
(5)方框E装置用于尾气处理,下列装置不合理的是 (填选项字母)。
a. b. c. d.
13.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键,海洋中无机氮的循环过程可用图甲表示。回答下列问题:
(1)海洋中氮循环步骤中属于氮的固定的是 (填图甲中编号)。
(2)有氧时,在硝化细菌的作用下,可实现过程④的转化,若消耗,至少需 mol氧气。
(3)已知,甲同学利用排空气法收集到一烧瓶的气体并搭建如图乙装置。关闭止水夹A和B后,挤压胶头滴管,一段时间后打开止水夹B,当烧瓶内液面不再变化后,烧瓶中仍然存在一定量气体(如图丙),对于残留气体的成分及原因,甲同学提出如下假设:
假设一:由于与水反应产生NO,剩余气体可能主要是NO;
假设二:排空气法收集的气体不纯,剩余气体可能主要是。
乙同学打开止水夹A,缓慢通入少量,观察到烧瓶内液面继续升高,由此推断 (填“假设一”或“假设二”)成立。
(4)实验室制备的方法有很多,以下为甲同学提出的方案,你认为合理的是 。
A.加热和固体混合物
B.、混合气体在高温高压催化剂条件下反应
C.将氨水缓慢滴入固体中
D.将浓氨水缓慢滴入碱石灰中
E.加热固体
乙同学查阅资料发现与可结合为,设计利用镁条在氮气中燃烧后的白色固体与水反应制取氨气,该方案如能实现请写出反应方程式: 。
(5)已知有氧条件下,可在催化剂作用下将NO还原为,某研究机构利用钒基催化剂发生脱硝反应处理NO有害气体,机理如图所示。
该机理中参与反应的和NO物质的量之比为,总反应的化学方程式为: 。
____________NO+___________________
(6)也是一种有毒气体,已知,。某化工厂每天约产生2000立方米废气,其中为主要有毒气体(不考虑),在洗气塔中利用溶液吸收废气中的,每天约产生吸收液。某兴趣小组为了检测废气中的含量,取该吸收液,逐滴加入酸性高锰酸钾溶液,当滴入时恰好完全反应。则该厂废气中含量为 (提示:本题除外,不考虑其它可能与酸性高锰酸钾反应的物质)。
14.(23-24高一下·安徽亳州·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,回答下列问题:
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①仪器a的名称为 。
②滴加浓硫酸之前、需要先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
③装置A中发生反应的化学方程式为 。
④若溶液B为下列溶液,其中通入SO2一定不会产生沉淀的是 (填标号)。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Ca(ClO)2 D.BaCl2
⑤装置C中的实验现象是 ,该反应体现了SO2的 性。
(2)某化工厂用如图所示脱硫工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①该工艺流程的催化剂是 (填化学式)。
②过程Ⅱ发生反应的离子方程式为 。
③为测定脱硫处理后排放尾气中SO2含量,实验小组将气体样品经过管道通入密闭容器中的100mL0.2000mol/L的酸性KMnO4溶液中。若管道中空气流量为aL/min,经过bmin溶液恰好褪色(假定样品中的SO2可被溶液充分吸收),则该空气样品中SO2的含量 g/L(用含a、b的式子表示)。
15.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)含硫气态化合物是危害环境的重要因素之一,对这些有害物质进行合理处理,可使其资源化,变害为宝。回答下列问题:
(1)硫化氢污染是困扰石油化工生产的重大难题。1883年克劳斯开发出氧化工艺:,该工艺可分为两段反应,第一段反应:,第二段反应: (填化学方程式)。
(2)中国科学院大连化学物理研究所在电催化全分解研究中取得重大进展,有望替代克劳斯工艺,将完全消除并资源化利用。该工艺简易流程图如图所示:
①天然气的主要成分甲烷能与氯气在光照下发生反应,写出生成一氯甲烷反应的化学方程式: ,若生成甲烷的各种氯代物各l mol,则消耗氯气的物质的量为 mol。
②该工艺总反应的条件是常温、常压及催化剂和通电,则总反应的化学方程式是 ;该工艺比较克劳斯工艺而言,其优点是 。
(3)利用的还原性,在高温条件下可实现的资源化转化,涉及的反应如下:
反应i:
反应ⅱ:
上述反应i和反应ii均为吸热反应。
相同条件下按、体积比1:2向恒容密闭容器中投料,并在混合气体中加入一定量的,相同时间内,测得或的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①温度低于1050℃时,主要发生反应 (填“i”或“ii”)。
②反应i和反应ii的总反应是。其他条件不变,下列措施一定能增大其反应速率的是 (填标号)。
a.取用催化效果较好的催化剂
b.增大的浓度
c.增大的浓度
d.增大的值
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专题01 硫、氮、硅及其化合物
内容概览
考向1 硫及其化合物
考向2 氮及其化合物
考向3 硅及其化合物
考向1 硫及其化合物
1.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作、现象
结论
A
向某溶液中滴加溶液,产生白色沉淀
溶液中含有
B
将通入到溴水中,溶液颜色褪去
具有漂白性
C
向某溶液中加入溶液并加热,生成了能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体
溶液中含有
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色且无分层现象
生成的1,2-二溴乙烷无色、溶于四氯化碳
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.原溶液中可能有Ag+,产生氯化银沉淀,故A错误;
B.将SO2通入到溴水中,SO2具有还原性,溴具有氧化性,则溴水溶液褪色,故B错误;
C.向某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,加热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,故C错误;
D.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,乙烯和Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷无色,可溶于四氯化碳,故D正确;
故选D。
2.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)下列反应对应的离子方程式正确的是
A.与反应:
B.少量通入氨水:
C.过量的铁粉与稀硝酸反应:
D.通入溶液:
【答案】A
【详解】A.NO2通入水中,离子方程式为:,A正确;
B.当少量H2S通入氨水时,会发生反应生成(NH4)2S,,B错误;
C.过量的和稀硝酸反应生成Fe2+,离子方程式为:,C错误;
D.SO2具有还原性,NaClO具有氧化性,,D错误;
故选A。
3.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价-类二维图”,下列说法错误的是
A.作氧化剂时,理论上可被还原为单质
B.与在点燃时经一步反应可生成
C.可以与一定浓度的硫酸发生反应
D.检验是否变质:取样,加入足量的盐酸,再加入氯化钡,若产生白色沉淀则变质
【答案】B
【分析】根据“价类二维图”可判断X是H2S,Y是SO3,Z是Na2SO3;
【详解】A.作氧化剂时,硫化合价降低,理论上可被还原为单质,如在酸性条件下与硫化钠反应生成单质硫,A正确;
B.硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫,得不到三氧化硫,B错误;
C.硫化氢具有还原性容易被氧化,浓硫酸具有强氧化性,故可以与一定浓度的硫酸发生反应,C正确;
D.亚硫酸钠容易被氧化为硫酸钠,硫酸根离子和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,检验亚硫酸钠是否变质:取样,加入足量的盐酸,再加入氯化钡,若产生白色沉淀则亚硫酸钠变质,D正确;
故选B。
4.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)将分别通入下列4种溶液中,有关说法正确的是
A.试管a中实验可以证明具有漂白性
B.试管b中溶液褪色,说明具有强氧化性
C.试管c中能产生白色沉淀,说明具有还原性
D.试管d中能产生白色沉淀,该沉淀完全溶于稀硝酸
【答案】C
【详解】A、二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,表现了还原性,选项A错误;
B、品红褪色,说明二氧化硫有漂白性,选项B错误;
C、二氧化硫被硝酸根氧化成硫酸根,生成硫酸钡沉淀,说明二氧化硫有还原性,选项C正确;
D、二氧化硫在碱性条件下反应生成亚硫酸钡,与硝酸反应转化为硫酸钡沉淀,沉淀不溶解,选项D错误;
答案选C。
5.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A.
在酸性高酸钾溶液中通入过量
溶液褪色
二氧化硫具有还原性
B.
碳和浓硫酸加热所得气体产物依次通过品红溶液和澄清石灰水
溶液褪色
气体产物中含有和
C.
向溶液X中加入少量稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸未变蓝色
溶液X不含
D.
足量的铜和浓硝酸反应,反应停止后,往溶液中加入稀硫酸
溶液继续有气泡产生
铜和稀硫酸反应生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.在酸性高酸钾溶液中通入过量,溶液褪色,是因为发生了氧化还原反应,KMnO4是常见的强氧化剂,SO2作还原剂,在该反应中体现还原性,2KMnO4+5SO2+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4 ,A正确;
B.碳与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳,二氧化硫使品红褪色,二者均能使石灰水变浑浊,而实验中缺少检验二氧化硫是否除尽的步骤,品红溶液褪色后的气体中可能还含有二氧化硫,所以不能说明是否含有二氧化碳,B错误;
C.向溶液X中加入少量稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸未变蓝色,因产生的氨极易溶于水,需要加热才能释放出来,C错误;
D.加入稀硫酸后,氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性的条件,又能与过量的铜继续反应,生成一氧化氮,铜与稀硫酸不反应,D错误;
故选A。
6.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
NH3
NH4Cl
a
e
B
Cl2
MnO2 + 浓盐酸
c
d
C
SO2
Cu + 浓硫酸
b
d
D
NO2
Cu + 浓硝酸
b
f
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.实验室采用Ca(OH)2和NH4Cl共热制备NH3,只加热NH4Cl制备不了NH3,A不合题意;
B.实验室采用MnO2和浓盐酸共热的方法来制备Cl2,故可选用装置c,氯气密度比空气的大,采用向上排空气法收集,选用装置d,B符合题意;
C.Cu与浓硫酸需在加热情况下才能反应制得SO2,应选用装置c,SO2密度比空气的大,采用向上排空气法收集,选用装置d,C不合题意;
D.Cu和浓硝酸反应不需要加热,故可选择装置b,但NO2与水会反应,不能采用排水法收集,D不合题意;
故答案为:B。
7.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行SO2性质探究。
已知:①“绿矾”高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物:
②SO2熔点-75.5℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8℃。
下列说法正确的是
A.装置A中发生的反应为
B.实验中通入的N2可以换为O2
C.装置B中最终得到的物质是液态SO3
D.C中无论选择BaCl2溶液还是Ba(NO3)2溶液,都一定会出现白色沉淀
【答案】A
【分析】由实验装置图可知,装置A中反应的化学方程式:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,在装置B中SO3与H2O冷凝得到硫酸溶液,装置C验证SO2与钡盐的反应,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气SO2,防止污染空气,据此解答。
【详解】A.由题干信息可知,“绿矾”高温受热可完全分解得红棕色固体和气体混合物,根据氧化还原反应配平可得,绿矾受热分解,A正确:
B.氧气会氧化硫酸亚铁,故氮气不可以换成氧气,B错误;
C.B装置将SO3与水蒸气冷凝制得硫酸,SO2进入后续装置进行性质实验,C错误;
D.已知HCl的酸性比H2SO3强,SO2与BaCl2溶液不反应,不可能会出现白色沉淀,D错误;
故答案为:A。
8.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)某兴趣小组为研究几种常见气体的性质,设计如下实验装置。已知实验室常用与反应制取气体。实验中N装置出现的现象记录如下表,其对应的反应离子方程式错误的是。
选项
M
P
N中的实验现象
N中的反应离子方程式
A
淀粉碘化钾溶液
溶液变蓝
B
氯化铁溶液
溶液黄色变浅,出现淡黄色沉淀
C
酸性高锰酸钾溶液
紫红色变浅
C
氢氧化钡溶液
白色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.可以与I-发生置换反应,,A正确;
B.通入氯化铁溶液中发生氧化还原反应,,B错误;
C.具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,发生氧化还原反应,,C正确;
D.与氢氧化钡溶液生成碳酸钡,,D正确;
故选B。
9.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)铜陵素有“中国古铜都,当代铜基地”之称,铜是人类祖先最早应用的金属。目前工业上生产铜以黄铜矿为原料(主要成分为)火法冶炼铜,部分工业流程如下,其中熔炼反应为:。表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是。
A.青铜器表面易产生铜绿,文物修复专家常用稀硝酸浸泡
B.在熔炼反应中,既是氧化剂也是还原剂
C.尾气如直接排放可能会引起酸雨,可以回收用于生产硫酸
D.生成时,转移的电子数为
【答案】A
【分析】与氧气在1300℃条件下熔炼生成硫化亚铁和硫化铜,冰铜再与氧气、二氧化硅在1900℃条件下吹炼生成粗铜。
【详解】A.硝酸会溶解铜,所以不能用硝酸,A错误;
B.CuFeS2中Cu化合价为+2价,降低被还原为Cu2S,S化合价-2价,升高被氧化为SO2,B正确;
C.SO2尾气与水和氧气反应产生硫酸酸雨,可以回收,C正确;
D.熔炼反应中Cu和O化合价降低,2molCuFeS2参与反应,转移6mol电子,16g Cu2S为0.1mol,则反应共转移0.6mol电子,D正确。
故选A。
考向2 氮及其化合物
1.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)价类二维图可以从不同角度研究含氮物质的性质及其转化关系,图中物质a~h中均含氮元素。下列说法正确的是
A.b在一定条件下可与氧气直接反应生成d
B.Cu可以与e的浓溶液反应生成c
C.a→c→d→e是工业制硝酸的过程
D.g和h不可能是同种物质
【答案】C
【分析】由图中物质a~h中化合价可知,a~h分别为:氨气、氮气、一氧化氮、二氧化氮(或N2O4)、硝酸、NH3·H2O、铵盐、硝酸盐。
【详解】A.氮气与氧气反应不能直接生成二氧化氮,氮气和氧气在放电条件下首先生成一氧化氮,然后一氧化氮再与氧气反应生成二氧化氮,A错误;
B.Cu可以与e的浓溶液反应:,B错误;
C.工业制硝酸主要流程是将氨和空气的混合气,在加热催化作用下,氨被氧化成一氧化氮,生成的一氧化氮再与氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸,C正确;
D.g和h可以都是硝酸铵,D错误;
故选C。
2.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)不属于氮的固定的是
A.根瘤菌把氮气转化为氨 B.氮气和氢气在适宜条件下合成氨
C.镁在氮气中燃烧 D.工业上用氨和二氧化碳合成尿素
【答案】D
【详解】A.氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,根瘤菌把氮气转化为氨,属于氮的固定,所以A正确;
B.氮气和氢气在适宜条件下合成氨,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,所以B正确;
C.镁在氮气中燃烧,生成氮化镁,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,所以C正确;
D.工业上用氨和二氧化碳合成尿素,属于不同化合态的氮之间的转化,不属于氮的固定,故D错误;
故选D。
3.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)下列方程式正确的是
A.铁溶于稀硝酸,溶液变黄:
B.发生催化氧化反应:
C.铁和硫加热条件下反应:
D.“气肥”要低温保存,因为碳酸氢铵受热分解:
【答案】D
【详解】A.铁溶于稀硝酸,溶液变黄,说明产生的三价铁离子,反应为:,故A错误;
B.NH3发生催化氧化反应产生的是NO,反应为:,故B错误;
C.铁和硫加热条件下反应生成硫化亚铁,反应为:,故C错误;
D.碳酸氢铵受热易分解,发生的反应为,故D正确;
答案选D。
4.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是。
提示:(方程式未配平)
A.对应含氧酸的酸性:e′>e
B.工业上通过a→b→c→d→e来制备
C.玻璃棒蘸取a的浓溶液靠近b′能观察到白烟
D.当d的物质的量大于c时,c、d混合气体可用足量氢氧化钠溶液完全吸收
【答案】B
【分析】由图中元素的化合价和物质类别可推出a为,b为,c为NO,d为,e为或硝酸盐。a为,b为,c为或次氯酸盐,d为氯酸或氯酸盐,e为或高氯酸盐。
【详解】A.元素的非金属性越强其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N,则酸性HClO4>HNO3,A正确;
B.工业上制备硝酸的过程为a→c→d→e,不经过氮气这一步,B错误;
C.工业上检验Cl2管道泄漏的原理:8HNO3+3Cl2=N2+6NH4Cl,产生白烟,C正确;
D.已知NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,d>c时,二氧化氮过量可继续与氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠,故可完全吸收,D正确。
故选B。
5.(23-24高一下·安徽宣城·期末)利用下列实验装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
A.制取氨气 B.干燥氨气 C.收集氨气 D.吸收氨气
【答案】B
【详解】A.利用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制氨气,大试管管口应向下倾斜,不能单纯加热NH4Cl,故A错误;
B.氨气是碱性气体,干燥时可用碱石灰干燥,故B正确;
C.氨气的密度比空气小,用装置收集氨气时,气体流向是导管短进长出,故C错误;
D.氨气极易溶于水,为防止倒吸,倒置的三角漏斗口略低于液面,不能完全浸入液面下,故D错误;
故答案为B。
6.(23-24高一下·安徽宣城·期末)常温下利用下列装置和试剂按照规定操作进行实验,能实现相应物质转化的是
装置
选项
试剂a
试剂b
操作
物质转化
A
铜丝
浓硫酸
a插入b中
浓硫酸→二氧化硫
B
铁丝
浓硝酸
a插入b中
浓硝酸→二氧化氮
C
红热铜丝
乙醇
a插入b中
乙醇→乙酸
D
红热铂丝
浓氨水
a在b上方
氨气→一氧化氮
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铜丝与浓硫酸反应需要加热才能进行,该装置没有加热功能,A错误;
B.常温下铁丝能被浓硝酸钝化,无法制取到二氧化氮,B错误;
C.红热铜丝能把乙醇催化氧化生成乙醛,不能生成乙酸,C错误;
D.浓氨水具有挥发性,红热铂丝置于浓氨水上方,可使挥发出来的氨气催化氧化生成一氧化氮,D正确;
故选D。
7.(23-24高一下·安徽亳州·期末)下图是氮元素常见化合价与部分含氮物质类别对应的关系图,下列说法错误的是
A.a的化学性质不活泼,常用作保护气
B.c属于酸性氧化物,实验室可用向上排空气法收集
C.常温下,d的浓溶液能用铝制容器盛装
D.一定条件下,和e反应可以转化为a
【答案】B
【分析】由图可知,a为氮气、b为一氧化氮、c为二氧化氮、d为硝酸、e为氨气、f为一水合氨。
【详解】A.氮气分子中含有氮氮三键,化学性质不活泼,常用作保护气,故A正确;
B.二氧化氮没有对应价态的含氧酸,不属于酸性氧化物,故B错误;
C.常温下,铝在浓硝酸中发生钝化,致密的钝化膜阻止反应的继续进行,所以浓硝酸能用铝制容器盛装,故C正确;
D.一定条件下,一氧化氮能与具有还原性的氨气反应生成氮气和水,故D正确;
故选B。
8.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)科学研究人员提出在有机碳源和微生物的作用下,可以实现大气中的氮循环(如图所示),减少对环境的污染。下列说法正确的是
A.转化成属于氮的固定
B.图中氮的化合价仅有0、+3、+5
C.转化过程中被甲醇氧化为N2
D.与反应的离子方程式为:
【答案】D
【详解】A. 转化成不是N由游离态转化为化合态,不属于氮的固定,故A错误;
B. 图中氮的化合价除有0、+3、+5,图中还有-3价,故B错误;
C. 转化过程中被甲醇还原为N2,故C错误;
D. 与反应生成氮气和水,离子方程式为:,故D正确;
故选D。
9.(23-24高一下·安徽六安毛坦厂中学·期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A.实验中常用排水法收集NO2气体 B.久置的浓硝酸浓度减小
C.NO→NO2的过程属于氮的固定 D.浓硝酸常温下不与铁反应
【答案】B
【详解】A.能与水反应,不能用排水法收集,只能用向上排空气法收集,A项错误;
B.浓硝酸有挥发性,久置的浓硝酸会变为稀硝酸,浓度减小,B项正确;
C.氮的固定是指游离态的氮转化为含氮化合物,C项错误;
D.常温下,浓硝酸与铁发生钝化,钝化是化学变化,D项错误;
故选B。
10.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)用零价铁去除酸性水体中的是地下水修复研究的热点之一。下列说法错误的是
铁粉还原水体中的反应原理示意图
足量铁粉还原水体中的后,铁表面最终的形态示意图
初始的水体中,分别加入、(足量)、(足量)和时去除率(%)的对比图像
A.图甲中形成原电池加快了铁粉还原水体中的反应速率,正极电极反应式为
B.当附着在表面后会阻碍零价铁还原水体中的
C.使用纳米铁粉去除地下水中的效果更好
D.由图丙可知,去除时,中加入适量,提高了的去除率主要原因是与发生了氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.形成原电池可以加快反应速率,图甲中硝酸根离子得电子发生还原反应生成铵根离子,正极发生的电极反应式为,A正确;
B.不导电,会阻碍零价铁与发生电化学反应,B正确;
C.使用纳米铁粉去除地下水中的硝酸盐,能增大接触面积,加快反应速率,所以去除率更高,C正确;
D.由图丙可知,只投入,的去除率约为0,说明和不能反应,D错误;
故答案选D。
11.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)下列有关氨气的制备、干燥、收集和尾气处理正确的是
A.图甲:实验室制氨气 B.图乙:干燥氨气
C.图丙:收集氨气 D.图丁:尾气处理
【答案】C
【详解】A.氯化铵加热可生成氨气和氯化氢,在试管口遇冷又化合成氯化铵,不能制备氨气,故A错误;
B.碱石灰可吸收水,干燥气体应从大口进小口出,故B错误;
C.氨气的密度比空气密度小,导管短进长出可收集氨气,故C正确;
D.倒扣的漏斗在液面下,易发生倒吸,漏斗口应在液面上,故D错误;
故选:C。
12.(23-24高一下·安徽阜阳第三中学·期末)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述正确的是
A.雾和霾的分散剂不同 B.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
C.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 D.雾霾的形成与过度施用氮肥无关
【答案】C
【详解】A.雾和霾的分散剂都是空气,A项错误;
B.NH3参与反应生成铵盐,是反应物,不是催化剂,B项错误;
C.雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵,C项正确;
D.过渡施用氮肥会增加大气中氮的含量,D项错误;
答案选C。
13.(23-24高一下·安徽蚌埠·期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法正确的是
A.NO属于离子化合物
B.该分解过程是
C.过程②释放能量,过程③吸收能量
D.标准状况下,NO分解生成转移电子数为
【答案】B
【分析】①是NO吸附在催化剂表面,②NO断键生成N和O原子,③是N和O原子成键形成N2和O2,④是N2和O2解吸附,脱离催化剂表面。分解过程是。
【详解】A.NO属于共价化合物,A错误;
B.根据分析,分解过程是,B正确;
C.断键吸热,成键放热,过程②吸收能量,过程③释放能量,C错误;
D.生成1mol氮气转移4mol电子,标准状况下,NO分解生成转移电子数为,D错误;
故选B。
考向3 硅及其化合物
1.(23-24高一下·安徽合肥第八中学·期末)以叶蛇纹石[主要成分是,含少量、、等]为原料提取高纯硅流程如下,下列说法正确的是
叶蛇纹石粗硅精硅
A.能溶于烧碱溶液和氢氟酸,故为两性氧化物
B.整个流程中与可以循环利用
C.步骤③和④的反应互为可逆反应
D.步骤②③④中涉及的主要反应,只有③④是置换反应
【答案】B
【分析】叶蛇纹石[主要成分是,含少量、FeO、等]中加稀硫酸,镁元素、铝元素和铁元素转化为对应的可溶性硫酸盐,硅元素以二氧化硅的形式留在滤渣中,所获得的二氧化硅和焦炭在1000℃反应得到粗硅,粗硅和氯化氢在300℃反应得到三氯硅烷,三氯硅烷在1100℃与氢气反应得到纯硅。
【详解】A.是酸性氧化物,与氢氟酸反应是由于氢氟酸具有腐蚀性与二氧化硅反应,A错误;
B.流程中,与HCl可以循环利用,B正确;
C.步骤③和④的反应条件不同,不是可逆反应,C错误;
D.石英砂与焦炭在高温下发生置换反应,生成CO和粗硅;粗硅与HCl在300℃时发生置换反应生成和;用在高温下发生置换反应,可制得高纯硅和HCl,均为置换反应,D错误;
故答案选B。
2.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.硬度大,可用来制造光导纤维
B.显酸性,可用于杀菌消毒
C.可使高锰酸钾溶液褪色,说明具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.铁粉具有还原性,可用作食品抗氧化剂
【答案】D
【详解】A.二氧化硅制光导纤维是利用了光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大无关,故A错误;
B.次氯酸可用于杀菌消毒是因为次氯酸具有强氧化性,与次氯酸的酸性无关,故B错误;
C.二氧化硫可使高锰酸钾溶液褪色是因为二氧化硫具有还原性,与二氧化硫的漂白性无关,故C错误;
D.铁粉具有还原性,可以与空气中的氧气反应,所以铁粉可用作食品抗氧化剂,延长食品的保质期,故D正确;
故选D。
3.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.S单质在氧气中燃烧只能生成SO2,SO2在催化剂、加热条件下生成SO3,故A项错误;
B.NH3和O2在点燃条件下反应生成N2和H2O,故B项错误;
C.工业上利用石英砂与焦炭在高温条件下反应可制得粗硅,粗硅与HCl反应可制得SiHCl3,然后用H2还原气体产物,便可制得高纯硅, 故C项正确;
D.电解MgCl2溶液,类似于电解饱和食盐水,得到氢氧化镁,不能获得Mg, 故D项错误;
故本题选C。
4.(23-24高一下·安徽宣城·期末)化学与生活联系紧密。下列所述事实与物质性质不相符的是
选项
事实
物质性质
A
NH4HCO3作膨松剂
NH4HCO3可中和酸并受热分解
B
SiO2用于生产光导纤维
SiO2熔点高
C
聚乙烯制作吊装缆绳
聚乙烯材料张力好且耐磨、耐腐蚀
D
75%的酒精作消毒剂
酒精可使蛋白质变性
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.NH4HCO3可中和酸并受热分解生成二氧化碳,作为膨松剂形成蜂窝,A不符合题意;
B.SiO2用于生产光导纤维是应为高的折射率来实现信号传输,B符合题意;
C.聚乙烯材料张力好且耐磨、耐腐蚀、耐寒、电绝缘性可制作吊装缆绳,C不符合题意;
D.75%的酒精与细菌的渗透压相近,可使蛋白质变性,D不符合题意;
故选B。
5.(23-24高一下·安徽亳州·期末)化学与生活、生产和社会发展密切相关。下列说法错误的是
A.硝酸铵溶于水可吸收大量的热,可用来制作冰敷袋
B.制造汽车发动机的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C.计算机、通信设备和家用电器等芯片的主要成分是单质硅
D.医用口罩所用的熔喷布是一种聚丙烯材料,聚丙烯可以使溴水褪色
【答案】D
【详解】A.硝酸铵溶于水可吸收大量的热,使周围温度迅速降低,所以可用来制作冰敷袋,故A正确;
B.氮化硅陶瓷是性能优良的新型无机非金属材料,故B正确;
C.芯片的主要成分是单质硅,故C正确;
D.聚丙烯中没有碳碳双键,不能使溴水褪色,故D错误;
故选D。
6.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)下列变化对应的方程式正确的是。
A.浓硝酸见光分解:(浓)
B.工业上用石英制取粗硅:
C.向溴化钠溶液中滴入硝酸银产生淡黄色沉淀:
D.丙烯和发生加成反应:
【答案】C
【详解】A.浓硝酸见光分解:(浓),A错误;
B.二氧化硅和碳在高温下生成硅和一氧化碳:,B错误;
C.为淡黄色沉淀,C正确;
D.,2个Br相邻,D错误;
故选C。
7.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)马鞍山历史文化悠久,市博物馆馆藏文物丰富。下列文物中主要由无机非金属材料制成的是
A.青铜三足承盘香熏 B.青瓷莲瓣纹托盏
C.三国生活图漆盘 D.青铜铙
【答案】B
【详解】A.青铜三足承盘香熏主要材料是青铜,属于合金,故A不选;
B.青瓷莲瓣纹托盏属于瓷制品,由无机非金属材料制成,故B选;
C.三国生活图漆盘属于金属制品,故C不选;
D.青铜铙属于金属制品,故D不选;
答案选B。
8.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)超硬陶瓷材料氮化硅可由反应制得。下列说法正确的是
A.的电子式为 B.中各原子均达到8电子稳定结构
C.含7个中子的氮原子可表示为 D.是离子化合物
【答案】C
【详解】
A.氨分子中N与H分别一对共用电子对,N还有一对孤对电子,电子式为,故A错误;
B.硅化氢中氢原子不是8电子稳定结构,故B错误;
C.含7个中子的氮原子的质子数为7、质量数为14,可表示为,故C正确;
D.是只含有共价键的共价化合物,故D错误;
故选C。
9.(23-24高一下·安徽宣城·期末)材料组成和结构的变化可以引起性能的变化,下列推测不合理的是
选项
材料
组成和结构的变化
性能变化
A
普通玻璃
加入某些金属氧化物
呈现不同的颜色
B
半导体硅
用碳原子取代部分硅原子
导电性增强
C
植物油
催化加氢
不易变质
D
橡胶
硫化使其结构由线型变为网状
强度提高
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.普通玻璃中加入某些金属氧化物作着色剂,可使玻璃呈现不同的颜色,如蓝色钴玻璃,A合理;
B.用碳原子取代晶体硅中的部分硅原子后得到碳化硅晶体,碳化硅不导电,导电能力减弱,B不合理;
C.植物油催化加氢后中提高其饱和程度,生成的固态氢化植物油性质稳定,不易变质,C合理;
D.橡胶中加入硫化剂,可将橡胶的线型结构连接为网状结构,可提高橡胶的强度,D合理;
故选B。
1.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
【答案】B
【分析】标准状况下3.36 L混合气体的物质的量,2 mol/L 150 mLNaOH溶液中氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=2 mol/L×0.15 L=0.3 mol。铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.03mol,Cu失去的电子的物质的量等于硝酸根的物质的量,设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,则x+y=0.15 mol,根据得失电子守恒可知3x+y=0.3 mol,解得x=y=0.075 mol;根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol;生成氢氧化铜的物质的量为:0.3mol×=0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等,根据电子守恒计算出消耗氧气物质的量,,再计算出需要的氧气体积V(O2)=0.075 mol×22.4 L/mol=1.68 L;
【详解】A.根据分析,生成NO、NO2的物质的量均为0.075 mol,混合气体中含NO2和NO的体积之比为1:1,A正确;
B.根据得失电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子相等,需要的氧气体积1.68 L,B错误;
C.根据分析,氢氧化铜的物质的量为:0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,C正确;
D.铜离子恰好沉淀时反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知,硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.3 mol,根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol,D正确;
故合理选项是B。
氨是一种重要的化学物质,主要来自于人工合成。1909年,化学家哈伯利用N2和H2合成氨。一定条件下,N2和H2以1:3的体积比充入密闭容器中,平衡时氨的含量与温度和压强的关系如图1所示。
我国科学家使用三元Ni-Fe-V催化剂,通过电催化实现了在温和的条件下制氨,电催化反应过程如图2所示。请回答下列问题:
2.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列说法错误的是
A.300℃时,氨的含量随压强增大而增大
B.氨的含量不再变化时反应达平衡状态
C.500atm、500℃达平衡时,N2的含量为15%
D.相同压强下500℃氨的含量比300℃低,原因是反应速率小
3.(23-24高一下·安徽宣城·期末)下列关于电催化反应的说法中,错误的是
A.属于氮的固定 B.可能有氢气生成
C.高温更有利于电催化制氨 D.①②③均要形成极性键
【答案】47.D 48.C
【分析】根据图1,压强相同时,温度升高,平衡时含量减小,平衡逆向移动,合成氨反应为放热反应。相同温度下,增大压强,平衡时含量增大,平衡正向移动。据此答题。
47.A.根据图1中300℃时含量的变化曲线可知氨的含量随压强增大而增大,A正确;
B.一定条件下,N2和H2以1:3的体积比充入密闭容器中,随着反应正向进行,氨的含量不断增大,当氨的含量不再变化时反应达平衡状态,B正确;
C.根据图1,500atm、500℃达平衡时,的含量占40%,设充入的反应物N2、H2的体积分别为V、3V,平衡时N2体积减小了,则有:
,,此时的含量为,C正确;
D.相同压强下,升高温度,反应速率加快,则500℃的速率大于300℃的速率。500℃氨的含量比300℃低,原因是该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,D错误;
48.A.通过电催化反应将合成,属于氮的固定,A正确;
B.反应过程之间也可能发生结合生成,B正确;
C.合成氨为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,高温有可能降低催化剂的活性,均不利于氨的合成,C错误;
D.①②③均形成N-H键,N-H键属于极性键,D正确;
故选C。
4.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)化工生产事关经济民生,以下有关化工生产的描述正确的是。
A.工业上制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和黏土
B.如图甲,硫酸厂在沸腾炉中实现
C.如图乙,海水提溴步骤④⑤⑥的目的是为了富集溴元素
D.侯氏制碱法:先向饱和食盐水中通入足量氨气,后通入微量,有利于沉淀析出
【答案】C
【分析】工业制硫酸用黄铁矿和空气反应生成二氧化硫,二氧化硫与氧气在接触室中反应生成三氧化硫,生成的三氧化硫用98.3%硫酸吸收;海水中有丰富的化学资源,粗盐提纯出氯化钠,可用于氯碱工业,海水晒盐后的母液中还有较多的镁离子、溴离子,可制得无水氯化镁和高浓度溴单质。
【详解】A.制造普通玻璃的原料为石英砂、纯碱和石灰石,A错误;
B.接触室中有催化剂,硫酸厂在接触室中实现,不是在沸腾炉中反应,B错误;
C.海水提溴过程中用氯气氧化之后得到低浓度溴溶液,再与二氧化硫水溶液反应生成HBr,最后用氯气氧化得到高浓度溴,④⑤⑥过程是富集溴元素,C正确;
D.应该是向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳至饱和状态更有利于产生NaHCO3沉淀,D错误。
故选C。
5.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)向和混合稀溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,该气体遇到空气变为红棕色,溶液中的物质的量和加入粉的物质的量之间的关系如图所示,下列叙述错误的是
A.开始时加入铁粉反应的离子方程式为
B.加入铁粉时,溶液中有
C.原溶液中的物质的量浓度为
D.加入铁粉后溶液中的溶质为和
【答案】D
【详解】A.由实验现象和图像可知开始加入铁粉产生NO和,故开始时加入铁粉发生的离子方程式为,A正确;
B.加入铁粉3mol时,硝酸根离子恰好反应完全,加入4mol铁粉时,其中1mol铁粉消耗2mol ,产生3mol ,B正确;
C.加入3mol铁粉时发生的离子方程式,消耗3mol 和12mol生成3mol,加入铁粉3mol至5mol时,发生的离子反应为,则2mol的铁消耗4mol ,加入3mol铁粉时生成3mol ,故原溶液中含1mol [即含1mol ],原溶液中的物质的量浓度为,C正确;
D.5mol后加入铁粉不再产生,硝酸根离子恰好反应完全,加入5mol铁粉后的溶液中溶质的主要成分为硫酸亚铁,D错误;
故选D。
6.(23-24高一下·安徽六安第二中学河西校区·期末)S、N及其化合物在生产、生活中有重要应用。回答下列问题:
(1)某实验小组设计的制取并验证部分性质的实验装置(夹持装置已省略)如图所示。
①写出装置A中发生反应的化学方程式: 。若生成标准状况下,被还原的的物质的量为 mol。
②装置C、D中溶液均褪色,体现的性质依次是 、 。
(2)以为原料生产部分化工产品的流程如图所示:
①反应Ⅰ中若足量,反应的离子方程式为 。
②物质B的化学式为 。以为原料制取B(假定其中N元素完全转化至B中),理论上反应Ⅱ、Ⅲ需要消耗的物质的量共 mol。
③反应Ⅳ中需要先向饱和食盐水中通入 (填化学式),若D的焰色试验呈黄色,写出反应Ⅴ的化学方程式: 。
【答案】(1) 0.01mol 漂白性 还原性
(2) 2NH3+H2O+SO3= HNO3 2 NH3
【分析】装置A铜和浓硫酸加热生成二氧化硫气体,二氧化硫具有漂白性,装置C中品红溶液褪色,二氧化硫具有还原性,装置D中酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫是酸性气体且有毒,用NaOH溶液吸收;过量的氨气和二氧化硫和水反应生成A为亚硫酸铵,氨气和氧气发生催化氧化生成NO,NO和氧气和水反应生成B为硝酸,氨气、二氧化碳通入饱和食盐水中生成C为碳酸氢钠,加热分解生成D为碳酸钠;
【详解】(1)①装置A利用浓硫酸与铜反应制备SO2,发生反应的化学方程式为:。标准状况下物质的量0.01mol,根据反应方程式得生成0.01molSO2时,被还原的H2SO4物质的量为0.01mol。
②装置C中品红溶液褪色,体现了SO2的漂白性,装置D中KMnO4被SO2还原而使溶液褪色,体现了SO2的还原性。
(2)①NH3是碱性气体,SO2是酸性氧化物,NH3足量时,NH3、SO3、H2O混合反应的离子方程式为:2NH3+H2O+SO3=。
②NO与O2、H2O反应的方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3,因此物质B的化学式为HNO3。根据,1molNH3完全转化生成1molNO,消耗O2物质的量为,根据4NO+3O2+2H2O=4HNO3,1molNO完全反应消耗O2物质的量为。以1molNH3为原料制取B(假定其中N元素完全转化至B中),理论上反应II、III需要消耗的O2物质的量共+=2mol。
③NH3极易溶于水,先通入NH3可得到浓度较大的氨盐水,该溶液碱性较强,更有利于的吸收。反应IV生成NaHCO3,若D的焰色试验呈黄色说明D中含有Na元素,D为Na2CO3,则反应V的化学方程式为:。
7.(23-24高一下·安徽阜阳·期末)某化学小组在实验室模拟工业生产制取HNO3设计了如图所示装置,实验过程中持续通入氧气。
(1)仪器B的名称为 。
(2)实验时,先点燃 处(选“A”或“C”)酒精灯。
(3)写出装置C中主要反应的化学方程式: 。
(4)反应过程中装置D中出现白烟,白烟的成分为 。
(5)工业上要获得浓度较大的硝酸,通常先在稀硝酸中加入吸水剂,然后在 (选填“较低”或“较高”)温度下蒸馏,请用化学用语说明判断依据: 。
(6)若使氨气中N全部转化为硝酸,理论上通入的氨气与氧气的物质的量之比最大为 。
【答案】(1)球形干燥管
(2)C
(3)
(4)NH4NO3
(5) 较低
(6)1:2
【分析】A装置制备氨气,B干燥氨气,C中氨气发生催化氧化生成NO,D中NO和氧气反应生成二氧化氮,E中二氧化氮和水反应生成硝酸,F中氢氧化钠吸收氮氧化物,防止污染。
【详解】(1)根据装置图,仪器B的名称为球形干燥管;
(2)氨的催化氧化,应先加热催化剂,所以先点燃C处酒精灯。
(3)装置C中氨气和氧气在催化剂作用下反应生成一氧化氮和水,主要反应的化学方程式 。
(4)反应过程中装置D中硝酸和氨气反应生成出现白烟硝酸铵,白烟的成分为NH4NO3;
(5)硝酸不稳定,受热易分解,,所以在较低温度下蒸馏。
(6)氨气转化为硝酸,N元素化合价由-3升高为+5,Y氧元素化合价由0降低为-2,若使氨气中N全部转化为硝酸,根据得失电子守恒,理论上通入的氨气与氧气的物质的量之比最大为1:2。
8.(23-24高一下·安徽合肥普通高中六校联盟·期末)Ⅰ.某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)装置发生的化学反应方程式为 。
(2)甲、乙分别是 (填标号)。
a.浓硫酸、浓硫酸 b.碱石灰、碱石灰 c.五氧化二磷、五氧化二磷 d.碱石灰、无水氯化钙
(3)若NO2能够被NH3还原产生无污染的气体,写出相应的化学反应方程式: 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
Ⅱ.硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如图:
(5)工业上常以粉碎的黄铁矿FeS2为原料来制备SO2,将黄铁矿粉碎的原因是: 。
(6)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式 。
(7)硫酸工业的尾气中含有少量SO2,为避免环境污染,可用强碱溶液吸收,请写出相关的离子反应方程式 。
【答案】(1)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)d
(3)6NO2+8NH37N2+12H2O
(4)缺少尾气处理装置
(5)增大接触面积,加快反应速率
(6)2SO2+O22SO3
(7)SO2+2OH-=H2O+
【分析】Ⅰ.浓氨水与CaO混合反应制取NH3,经装置甲U形管干燥剂的干燥后,通入锥形瓶中,在催化剂存在条件下,与装置E反应产生的经装置乙干燥的NO2发生反应:6NO2+8NH37N2+12H2O,就证明了NO2具有强的氧化性。
Ⅱ.FeS2煅烧反应产生SO2气体,然后与空气混合,经净化干燥后通入催化反应室,发生反应:2SO2+O22SO3,制取得到SO3,然后再吸收塔中用98%的浓硫酸吸收得到发烟硫酸,经稀释得到98%的浓硫酸,然后进入储存室进行储存;反应产生的含SO2的废气用NaOH溶液进行吸收,然后再进行排放。
【详解】(1)在装置E中Cu与浓硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O,反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(2)装置甲是U形管,作用是干燥NH3,由于NH3是碱性气体,因此只能使用碱性干燥剂碱石灰进行干燥;装置乙是干燥管,作用是干燥NO2气体,由于NO2与水反应产生HNO3,因此只能使用酸性固体干燥剂或中性固体干燥剂干燥,可以是五氧化二磷或无水氯化钙,故合理选项是d;
(3)NO2与NH3在催化剂存在条件下反应产生无污染的气体是N2,同时反应产生H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O;
(4)NH3、NO2在锥形瓶中反应产生N2,二者不可能恰好反应,而NH3、NO2又都是大气污染物,不能直接进行排放,而图示的装置图中缺少尾气处理装置,故此实验装置存在一个明显的缺陷是缺少尾气处理装置;
(5)工业上常以粉碎的黄铁矿FeS2为原料经煅烧反应来制备SO2,将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率;
(6)在催化反应室中SO2与O2在催化剂存在条件下加热400-500℃,在常压条件进行反应,SO2被氧化为SO3,该反应是可逆反应,反应的化学方程式是:2SO2+O22SO3;
(7)硫酸工业的尾气中含有少量SO2,SO2是大气污染物,会导致酸雨等。为避免环境污染,可根据SO2是酸性氧化物,可以用过量强碱NaOH溶液吸收。二者反应产生Na2SO3、H2O,则少量SO2与NaOH溶液反应的离子反应方程式为:SO2+2OH-=H2O+。
9.(23-24高一下·安徽淮南第二中学·期末)Ⅰ.某实验室利用SiHCl3(沸点33.0℃)与过量H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
(1)装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。装置D中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题:
(2)一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是 (填编号)。假设每一步均完全转化,每生成0.4molNH3,同时生成 。
(3)在催化剂的作用下,向的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质。写出消除的化学反应方程式: 。
(4)废水中氮的主要存在形态是硝态氮(以存在)和氨氮(以存在),还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,图1为只加过量Na2SO3、图2为同时加过量Fe粉与Na2SO3时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。
分析上述图像,图1中生成N2的离子方程式为 ;图2中内发生主要反应的离子方程式为 。
②氧化法:利用NaClO将水体中氨氮氧化为N2.已知氧化性:,还原性:。研究发现,控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随溶液酸性增强而下降,分析原因是 。
【答案】(1) 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化进入D中 SiHCl3+H2Si+3HCl
(2) ①③ 0.3
(3)
(4) 随着pH升高,氨氮废水中NH3含量增大,氨氮更容易被氧化(或者答:酸性增强,氨气转化为铵根,还原性:,所以氨氮去除率下降。)
【分析】Ⅰ.A制取氢气,SiHCl3能与H2O强烈反应,需要用浓硫酸干燥氢气,B干燥氢气;反应需要的温度比较高,D加热使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化;装置D发生SiHCl3+H2Si+3HCl制取Si,尾气需要处理,防止污染。
【详解】(1)SiHCl3能与H2O强烈反应,需要用浓硫酸干燥氢气,装置B中的试剂是浓硫酸;反应需要的温度比较高,在D中反应,SiHCl3的沸点较低,C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3气化进入D中;装置D中有硅单质生成,同时生成HCl,故反应为SiHCl3+H2Si+3HCl。
(2)反应①为N2+6Li=2Li3N,属于氧化还原反应;反应②为Li3N+3H2O=NH3↑+3LiOH,属于非氧化还原反应;反应③为4LiOH4Li+O2↑+2H2O,属于氧化还原反应,故①③属于氧化还原反应;生成1molNH3转移3mol电子,生成1molO2转移4mol电子,根据得失电子守恒,故每生成0.4 mol NH3,同时生成0.3molO2。
(3)氮氧化物转化为无污染的物质,即氮气和水,根据得失电子守恒以及原子守恒得:。
(4)
①去除的某含氮废水(废水中总氮)中的硝态氮,加过量反应生成N2、和H2O,离子方程式为;图2中2060min内发生主要反应的离子方程式为: ;
②控制其他条件相同,当废水pH为范围内,氨氮去除率随溶液酸性增强而下降,原因是随着pH升高,氨氮废水中NH3含量增大,氨氮更容易被氧化(或者答:酸性增强,氨气转化为铵根,还原性:,所以氨氮去除率下降)。
10.(23-24高一下·安徽马鞍山第二中学·期末)为探究碳素钢(仅含有C和)与浓硫酸反应后的气体产物,某学习小组设计了如下实验装置。(部分夹持装置省略)
回答下列问题
(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称为 。
(2)装置B的作用为 。
(3)一段时间后观察到B中溶液颜色稍变浅,C中溶液变浑浊,说明气体产物中含 (填化学式)。
(4)实验过程中观察到E中黑色固体变红、F中固体变蓝,H中溶液无明显变化,说明气体产物中含 (填化学式),产生该气体的离子方程式为 。
(5)根据以上实验,写出碳与浓硫酸反应的化学方程式 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)检验SO2、吸收SO2
(3)SO2 CO2
(4) H2
(5)
【分析】在装置A中碳素钢中杂质碳与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应产生CO2、SO2、H2O;SO2具有还原性,可以被装置B中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸,KMnO4被还原为Mn2+,当B中溶液颜色变浅但是不褪色,说明SO2被完全吸收,装置C中澄清石灰水遇CO2反应产生CaCO3沉淀而使石灰水变浑浊;随着反应的进行,硫酸溶液浓度变稀,稀硫酸与Fe反应产生的H2,气体中含有的CO2、H2被装置D的碱石灰干燥,其中的CO2被吸收,干燥后的H2与CuO在加热时反应产生Cu、H2O,白色无水CuSO4遇水变为蓝色CuSO4•5H2O,H中澄清石灰水变浑浊,装置Ⅰ的碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止干扰CO2的检验。
【详解】(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称为分液漏斗;
(2)由分析可知,装置B的作用是检验SO2、吸收SO2;
(3)B中溶液颜色稍变浅,说明有SO2,C中溶液变浑浊,说明气体产中含CO2;
(4)实验过程中观察到E中黑色固体变红、F中固体变蓝,H中溶液无明显变化,说明气体产物中含H2,产生该气体是因为硫酸变稀后与铁反应,离子方程式为;
(5)碳与浓硫酸反应生成SO2、CO2和H2O,化学方程式为:。
11.(23-24高一下·安徽六安叶集皖西当代中学·期末)在古代中国,稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”,即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。
Ⅰ.目前工业上主要采用接触法制备硫酸,其流程如下:
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为 ,将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为 。
Ⅱ.硫酸的性质:某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物,利用下列装置进行了实验探究活动。
(2)A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ;请写出碳参与反应的化学方程式 。
(3)实验开始后,观察到装置B和装置C中溶液均褪色。两者褪色原理是否相同? (填“相同”或“不同”)。
(4)若D装置中溶液不褪色,E装置中溶液变浑浊,说明有 (填化学式)气体生成。实验过程中观察到 现象时,说明反应产物中还有H2生成。
(5)装置I中碱石灰的作用 。
【答案】(1) -1
(2) 分液漏斗
(3)不同
(4) CO2 G装置中黑色固体变为紫红色,H装置中白色固体变蓝
(5)防止空气中水蒸气进入H装置,对实验产生干扰
【分析】黄铁矿在空气中燃烧,生成三氧化二铁和二氧化硫,二氧化硫在五氧化二钒作催化剂、400~500℃的条件下催化氧化生成三氧化硫;分液漏斗中的浓硫酸与碳素钢中的碳在加热条件下发生反应,生成二氧化碳、二氧化硫和水,生成的混合气体通入品红溶液,二氧化硫具有漂白性,使品红溶液褪色,检验二氧化硫,二氧化硫具有还原性,能够和酸性高锰酸钾反应,将二氧化硫除去,再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,剩下的二氧化碳气态能使澄清石灰水变浑浊,碱石灰将二氧化碳和水蒸气除去,最后通入加热的氧化铜中,氧化铜黑色固体变为紫红色,无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,证明混合气体中由氢气,最后的碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入装置,干扰实验,据此回答。
【详解】(1)黄铁矿(FeS2)中硫元素的化合价为-1价;将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为;
(2)由分析知,A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗;碳参与反应的化学方程式;
(3)由分析知,B中体现的是二氧化硫的漂白性,C中体现的是二样回流的还原性,两者原理不同;
(4)由分析知,若D装置中溶液不褪色,证明已经将二氧化硫除尽,E装置中溶液变浑浊,说明混合气体中由含有二氧化碳,说明有二氧化碳生成;观察到G装置中黑色固体变为紫红色,H装置中白色固体变蓝时,说明反应产物中还有H2生成;
(5)由分析知,装置I中碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入H装置,对实验产生干扰。
12.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)某小组设计下列装置用于制备和探究的性质(夹持装置已略去)。
提示:二氧化硫易溶于水,难溶于、苯等有机溶剂。
回答下列问题:
(1)A装置中a导管的作用是 ,A装置中发生反应的化学方程式是 ;使用质量分数为70%的而不使用稀硫酸的原因是 。
(2)B装置可用于探究的还原性,该反应的离子方程式是 ;从角度设计实验方案验证其还原性,操作为 。
(3)D装置可用于探究的氧化性,实验现象为 。
(4)如果使用F装置代替A装置进行实验,使用可抽拉式铜丝的优点是 ,浓在该反应中所起的作用是 (填选项字母)。
A.强氧化性 B.吸水性 C.酸性 D.脱水性
(5)方框E装置用于尾气处理,下列装置不合理的是 (填选项字母)。
a. b. c. d.
【答案】(1) 平衡漏斗及烧瓶的气压,便于浓硫酸顺利流下 (浓) 稀硫酸含水较多不利于二氧化硫气体溢出
(2) 加入足量稀盐酸无明显现象再加入氯化钡溶液,如果产生白色沉淀则说明SO2体现还原性
(3)溶液生成淡黄色沉淀
(4) 便于控制反应发生和停止 AC
(5)d
【分析】A装置为气体发生装置,B装置可用于探究SO2的还原性,C装置可用于验证SO2使品红溶液褪色,D装置可用于探究SO2的氧化性,据此分析。
【详解】(1)①A装置为气体发生装置,a导管的作用是平衡漏斗及烧瓶的气压,便于浓硫酸顺利流下;②A装置中发生反应的化学方程式是;③反应使用70%的H2SO4而不使用稀硫酸的原因是稀硫酸含水较多不利于二氧化硫气体溢出;
(2)①B装置可用于探究SO2的还原性,反应的离子方程式是;②操作步骤为加入足量稀盐酸无明显现象再加入氯化钡溶液,如果产生白色沉淀则说明SO2体现还原性;
(3)D装置可用于探究SO2的氧化性,SO2将S2-氧化为S单质,溶液生成淡黄色沉淀;
(4)①用F装置可抽拉式铜丝代替A装置进行实验,便于控制反应发生和停止;②浓H2SO4在该反应中起强氧化性和酸性的作用,故选AC;
(5)方框E装置用于SO2尾气处理,d装置中饱和亚硫酸氢钠溶液和苯均不能吸收SO2气体,因此不合理,a、b、c均合理,故选d。
13.(23-24高一下·安徽铜陵等三·期末)氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键,海洋中无机氮的循环过程可用图甲表示。回答下列问题:
(1)海洋中氮循环步骤中属于氮的固定的是 (填图甲中编号)。
(2)有氧时,在硝化细菌的作用下,可实现过程④的转化,若消耗,至少需 mol氧气。
(3)已知,甲同学利用排空气法收集到一烧瓶的气体并搭建如图乙装置。关闭止水夹A和B后,挤压胶头滴管,一段时间后打开止水夹B,当烧瓶内液面不再变化后,烧瓶中仍然存在一定量气体(如图丙),对于残留气体的成分及原因,甲同学提出如下假设:
假设一:由于与水反应产生NO,剩余气体可能主要是NO;
假设二:排空气法收集的气体不纯,剩余气体可能主要是。
乙同学打开止水夹A,缓慢通入少量,观察到烧瓶内液面继续升高,由此推断 (填“假设一”或“假设二”)成立。
(4)实验室制备的方法有很多,以下为甲同学提出的方案,你认为合理的是 。
A.加热和固体混合物
B.、混合气体在高温高压催化剂条件下反应
C.将氨水缓慢滴入固体中
D.将浓氨水缓慢滴入碱石灰中
E.加热固体
乙同学查阅资料发现与可结合为,设计利用镁条在氮气中燃烧后的白色固体与水反应制取氨气,该方案如能实现请写出反应方程式: 。
(5)已知有氧条件下,可在催化剂作用下将NO还原为,某研究机构利用钒基催化剂发生脱硝反应处理NO有害气体,机理如图所示。
该机理中参与反应的和NO物质的量之比为,总反应的化学方程式为: 。
____________NO+___________________
(6)也是一种有毒气体,已知,。某化工厂每天约产生2000立方米废气,其中为主要有毒气体(不考虑),在洗气塔中利用溶液吸收废气中的,每天约产生吸收液。某兴趣小组为了检测废气中的含量,取该吸收液,逐滴加入酸性高锰酸钾溶液,当滴入时恰好完全反应。则该厂废气中含量为 (提示:本题除外,不考虑其它可能与酸性高锰酸钾反应的物质)。
【答案】(1)②
(2)1.5
(3)假设一
(4) AD
(5)4NH3+4NO+O24N2+6H2O
(6)0.92
【详解】(1)氮的固定是游离态转变为化合态,因此步骤②属于氮的固定。
(2)根据转移电子守恒,所以消耗,至少需氧气;
(3),反应后体积减少,内部气压下降,打开止水夹B会出现喷泉现象,故选假设一;
(4)B为工业制法,C项氨水和反应不能产生氨气,E加热固体产生的和易化合变回固体,故选AD;
(5)参与反应的NH3和NO物质的量之比为1:1,总反应的化学方程式为
(6)
解得
,,故答案为0.92。
14.(23-24高一下·安徽亳州·期末)SO2在生活、生产中有重要用途,回答下列问题:
(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。
①仪器a的名称为 。
②滴加浓硫酸之前、需要先通入一段时间N2,此操作的目的是 。
③装置A中发生反应的化学方程式为 。
④若溶液B为下列溶液,其中通入SO2一定不会产生沉淀的是 (填标号)。
A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.Ca(ClO)2 D.BaCl2
⑤装置C中的实验现象是 ,该反应体现了SO2的 性。
(2)某化工厂用如图所示脱硫工艺流程除去燃煤产生的SO2。
①该工艺流程的催化剂是 (填化学式)。
②过程Ⅱ发生反应的离子方程式为 。
③为测定脱硫处理后排放尾气中SO2含量,实验小组将气体样品经过管道通入密闭容器中的100mL0.2000mol/L的酸性KMnO4溶液中。若管道中空气流量为aL/min,经过bmin溶液恰好褪色(假定样品中的SO2可被溶液充分吸收),则该空气样品中SO2的含量 g/L(用含a、b的式子表示)。
【答案】(1) 分液漏斗 排出装置内的空气,防止空气中氧气与二氧化硫、水反应 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑ D 溶液变浑浊 氧化
(2) FeSO4 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+
【分析】(1) A中先通入氮气,排除空气,然后关闭弹簧夹,然后A用浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,二氧化硫通入B装置中,C装置通入氢硫酸中,溶液出现浑浊;用氢氧化钠溶液反应被吸收,防止污染环境,(2)过程Ⅰ中FeSO4、O2、H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,反应的化学方程式为4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O;过程Ⅱ中SO2与Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4、H2SO4,反应的化学方程式为SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,
【详解】(1)①由题干实验装置图可知,仪器a的名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
②装置的空气中有氧气,氧气会与二氧化硫、水反应,向仪器a中滴加浓硫酸之前,需先通入一段时间N2,此操作的目的是排出装置内的空气,防止空气中氧气与二氧化硫、水反应,故答案为:排出装置内的空气,防止空气中氧气与二氧化硫、水反应;
③装置A中浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,则发生反应的化学方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑,故答案为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑;
④
A.Ba(OH)2中通入SO2,反应方程式为:Ba(OH)2+SO2=BaSO3↓+H2O,有沉淀产生,A不合题意;
B.Ba(NO3)2中通入SO2中SO2溶于水使溶液显酸性,则H+和Ba(NO3)2电离出的硝酸根能将SO2氧化物硫酸根,可以生成BaSO4白色沉淀,B不合题意;
C.ClO-具有氧化性,酸性条件下氧化性更强,故Ca(ClO)2中通入SO2能够生成微溶物CaSO4,即可产生白色沉淀CaSO4,C不合题意;
D.由于HCl的酸性强于H2SO3,故BaCl2中通入SO2不反应,不生成沉淀,D符合题意;
故答案为:D;
⑤由分析可知,装置C中的实验现象是溶液变浑浊,反应原理为:H2S+SO2=3S↓+2H2O,该反应体现了SO2的氧化性,故答案为:溶液变浑浊;氧化;
(2)①由题干转化历程图可知,该工艺流程的催化剂是FeSO4,故答案为:FeSO4;
②过程Ⅱ是二氧化硫和硫酸铁反应生成硫酸和硫酸亚铁,其反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,则离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;
③为测定脱硫处理后排放尾气中SO2含量,实验小组将气体样品经过管道通入密闭容器中的100mL0.2000mol/L的酸性KMnO4溶液中,若管道中空气流量为aL/min,经过bmin溶液恰好褪色(假定样品中的SO2可被溶液充分吸收),根据电子守恒可知:5n(KMnO4)=2n(SO2),则消耗的SO2的物质的量为:n(SO2)=n(KMnO4)=×0.2000mol/L×0.1L=0.05mol,通入的空气为abL,则该空气样品中SO2的含量=g/L,故答案为:。
15.(23-24高一下·安徽亳州天一大联考·期末)含硫气态化合物是危害环境的重要因素之一,对这些有害物质进行合理处理,可使其资源化,变害为宝。回答下列问题:
(1)硫化氢污染是困扰石油化工生产的重大难题。1883年克劳斯开发出氧化工艺:,该工艺可分为两段反应,第一段反应:,第二段反应: (填化学方程式)。
(2)中国科学院大连化学物理研究所在电催化全分解研究中取得重大进展,有望替代克劳斯工艺,将完全消除并资源化利用。该工艺简易流程图如图所示:
①天然气的主要成分甲烷能与氯气在光照下发生反应,写出生成一氯甲烷反应的化学方程式: ,若生成甲烷的各种氯代物各l mol,则消耗氯气的物质的量为 mol。
②该工艺总反应的条件是常温、常压及催化剂和通电,则总反应的化学方程式是 ;该工艺比较克劳斯工艺而言,其优点是 。
(3)利用的还原性,在高温条件下可实现的资源化转化,涉及的反应如下:
反应i:
反应ⅱ:
上述反应i和反应ii均为吸热反应。
相同条件下按、体积比1:2向恒容密闭容器中投料,并在混合气体中加入一定量的,相同时间内,测得或的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①温度低于1050℃时,主要发生反应 (填“i”或“ii”)。
②反应i和反应ii的总反应是。其他条件不变,下列措施一定能增大其反应速率的是 (填标号)。
a.取用催化效果较好的催化剂
b.增大的浓度
c.增大的浓度
d.增大的值
【答案】(1)
(2) 10 能获得氢能(合理即可)
(3) i ac
【详解】(1)①,
②,
①-②得第二段反应;
(2)①甲烷与氯气在光照下发生反应生成一氯甲烷和氯化氢,反应的化学方程式;生成甲烷的各种氯代物各1mol,即CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4各1mol,则消耗氯气的物质的量依次为1mol、2mol、3mol、4mol,共10mol。
②分析工艺装置中物质的转化可知,总反应的化学方程式为;该工艺能生成氢气,其优点是能获得氢能。
(3)①由图中低于时,无,说明该温度范围内反应ii几乎不进行,故主要发生反应i。
②a.催化剂能加快反应速率,故选a;
b.恒容条件下,增大非反应气体的浓度,反应体系中各组分浓度不变,不能改变反应速率,不选b;
c.增大反应物浓度,反应速率增大,故选c;
d.增大的值,若减少的量,也能增大的值,但此时反应速率减缓,故不选d;
选ac。
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