专题01 重要的非金属及其化合物（北京专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编

专题01 重要的非金属及其化合物 内容概览 考向1 硅及其化合物 考向2 氯及其化合物 考向3 氮及其化合物 考向4 硫及其化合物 考向1 硅及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）下列关于物质分类的说法中，不正确的是 A．属于酸性氧化物 B．属于非金属氧化物 C．葡萄糖属于有机化合物 D．塑料属于有机高分子 2．（2023-2024北京朝阳期末）下列关于物质用途的说法中，不正确的是 A．液氨作制冷剂 B．二氧化硅作半导体 C．用油脂生产肥皂 D．用二氧化硫漂白纸浆 3．（2023-2024北京大兴期末）杭州亚运会口号“心心相融，@未来”。下列亚运会所涉及的材料中，主要成分为有机高分子材料的是 A．湖山奖牌(合金) B．场馆建造(聚四氟乙烯) C．场馆用电(硅太阳能电池板) D．火炬燃料(甲醇) 4．（2023-2024北京牛栏山一中期末）神舟十八号载人飞船成功发射，展现了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述不正确的是 A．飞船使用的Si3N4隔热层属于新型无机非金属材料 B．为空间站提供能量的砷化镓太阳能电池材料也可用SiO2代替 C．电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，可加入些冰晶石来缩短加热时间 D．火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，可提高火箭的射程及运载能力 5．（2023-2024北京西城期末）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．氮气的化学性质很稳定，可用作保护气 B．氨易液化且液氨汽化时吸收大量的热，可作制冷剂 C．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可用作半导体材料 D．二氧化硫具有氧化性，可用于制备硫酸 6．（2023-2024北京大兴期末）下列实验结论与实验现象的对应关系，正确的一组是 选项 实验 现象 结论 A Na2CO3粉末中加入稀硫酸，将产生的气体通入Na2SiO3溶液 出现白色沉淀 非金属性：S>C>Si B 某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液 出现白色沉淀 该溶液中一定含有SO C 蔗糖中滴加浓硫酸 蔗糖变黑 浓硫酸具有吸水性 D 淀粉溶液中加入少量稀H2SO4，加热，冷却后再加少量新制的Cu(OH)2，加热 无砖红色沉淀生成 淀粉未发生水解反应 考向2 氯及其化合物 1．（2023-2024北京通州期末）下列关于HCl的说法中，不正确的是 A．1mol HCl的质量是36.5g B．1mol HCl所含有的氯化氢分子数约为 C．常温常压下，22.4L HCl的物质的量为1mol D． HCl溶液中含有1mol 2．（2023-2024北京通州期末）将50mL 0.3mol/L氯化钠溶液加水稀释到300mL，稀释后溶液中氯化钠的物质的量浓度为 A．0．3mol/L B．0.03mol/L C．0.05mol/L D．0.04mol/L 3．（2023-2024北京二中期末）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均合理的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A CO2 石灰石+稀H2SO4 c d B NH3 NH4Cl+Ca(OH)2 b f C SO2 Na2SO3+浓H2SO4 c e D Cl2 MnO2+浓盐酸 a d 4．（2023-2024北京八一学校期末）常温下利用下列装置进行实验，能得到相应结论的是 选项 试剂a、b 现象 结论 装置 A 漂白粉浓盐酸 导管口放置的湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 漂白粉与浓盐酸反应生成    B 铜、稀硝酸 试管上部气体呈红棕色 铜与稀硝酸反应生成 C 钠、75%酒精溶液 收集的气体移近火焰，发出爆鸣声 钠与乙醇反应生成 D 铁、浓硫酸 无明显现象 铁与浓硫酸未发生反应 5．（2023-2024北京101中期末）已知：25℃时有关弱酸的电离平衡常数，下列有关说法正确的是 弱酸化学式 H2SO3 HClO H2CO3 电离平衡常数 A．等物质的量浓度的酸溶液pH关系为：pH(HClO)＜pH(H2CO3)＜pH(H2SO3) B．粒子结合质子能力强弱关系为： C．少量的CO2通入NaClO溶液中发生反应： D．足量的SO2通入NaClO溶液中发生反应： 考向3 氮及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）下列关于的叙述不正确的是 A．两个氮原子间以共价三键结合 B．既可用作氧化剂又可用作还原剂 C．氮的固定过程中均被氧化 D．大自然通过闪电释放的能量可将转化为含氮的化合物 2．（2023-2024北京西城期末）下列关于和的说法正确的是 A．在一定条件下可相互转化 B．常温下都是无色气体 C．均可用排空气法收集 D．均可由和反应直接制备 3．（2023-2024北京大兴期末）下列解释现象(或事实)的方程式中，不正确的是 A．氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O B．工业上用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ C．铁与稀硫酸反应有无色气体生成：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑ D．稀硝酸与铜反应产生无色气体：3Cu+ 2+8H+＝3Cu2++2NO↑+4H2O 4．（2023-2024北京东城期末）实验：如图所示，干燥的烧瓶中充满氨，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶内，烧杯中的水则呈喷泉状喷出，最终液体占烧瓶体积的。对实验现象的分析正确的是 A．烧杯中的水喷入烧瓶，说明与发生了反应 B．烧瓶内剩余气体，是因为的溶解已达饱和 C．喷泉停止后，加热烧瓶，则烧杯中的水会继续喷入烧瓶 D．取出烧瓶中的溶液，加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是 5．（2023-2024北京西城期末）中国科学家使用催化剂，通过电催化实现了在温和的条件下人工固氮，电极上催化过程的示意图如下图所示。 下列说法不正确的是 A．氮分子内两个氮原子间以结合 B．①②中均断开氮分子内的部分化学键 C．形成要吸收能量 D．在电极上被催化还原 6．（2023-2024北京东城期末）选用如图所示装置制取气体，不正确的是 A．收集，选 B．干燥、和，选 C．用和反应制备，选 D．用铜与浓硝酸反应制备和收集，选、和 7．（2023-2024北京大兴期末）实验室常用如图所示装置可制取干燥的NH3。 （1）写出A中反应的化学方程式 。 （2）B中碱石灰的作用是 。 （3）在上图方框内画出用试管收集NH3的示意图。 （4）若将A中固体混合物换成NH4Cl固体， (填“能”  或“不能”)制取NH3，原因是 (用化学方程式表示)。 （5）根据氨溶于水(滴有少量酚酞)的喷泉实验，可以得出的结论 、 。 8．（2023-2024北京东城期末）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 （1）在氨分离器中，可用冷凝法分离出氨，原理是 。 （2）氧化炉中，氨转化为。则理论上生成需消耗的物质的量为 。 （3）吸收塔中发生反应的化学方程式是 。 （4）可作为贮存浓硝酸的罐体材料的是 (填字母)。 a．铜         b．铝         c．铁 （5）为提高原料利用率，流程中的物质可以循环使用的有 。 （6）如图是从某化工商店采购到的硝酸试剂瓶的部分说明书。 ①该硝酸的物质的量浓度为 (列出算式即可)。 ②将“贮存”方法补充完整，并说明采用该方法的理由： 。 考向4 硫及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）硫酸和硝酸是重要的化学试剂，下列说法不正确的是 A．浓硫酸有脱水性，可使蔗糖变黑 B．稀硝酸有强氧化性，可溶解铜 C．露置在空气中，浓硫酸与浓硝酸的质量均会增加 D．浓硝酸与很多蛋白质作用时呈黄色，可用于检验蛋白质 2．（2023-2024北京通州期末）“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，使原子充分利用，不产生污染物。下列制取的反应不符合“绿色化学”理念的是 A． B． C． D． 3．（2023-2024北京大兴期末）用下图所示装置探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列说法中，不正确的是    A．向外拉铜丝可终止反应 B．中品红溶液褪色，中石蕊溶液变红 C．中溶液可以吸收多余的 D．为确认生成，向试管中加水，观察颜色 4．（2023-2024北京牛栏山一中期末）硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法不正确的是 A．X是H2S B．Y既有氧化性又有还原性 C．将X的水溶液与Y混合，生成淡黄色沉淀 D．分别向BaCl2溶液中加入Y和Z，均立即产生白色沉淀 5．（2023-2024北京牛栏山一中期末）下列能实现对应气体的制备、干燥、收集的是 选项 目标气体 试剂A 固体B 固体C A Cl2 浓盐酸 MnO2 无水CaCl2 B NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 C SO2 浓H2SO4 Na2SO3 P2O5 D NO 稀HNO3 Cu 碱石灰 6．（2023-2024北京东城期末）实验：把硫粉与铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束，冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析不正确的是 A．铁与硫的反应为放热反应 B．铁与硫反应生成硫化亚铁 C．黑色固体中可能含有铁的氧化物 D．实验过程发生的反应中，硫均作氧化剂 7．（2023-2024北京东城期末）某实验小组设计如图装置制取并验证其性质。 （1）形管中发生反应的化学方程式是 （2）观察到的变化是 。 （3）验证具有还原性，是有 (填写试剂名称)溶液的试纸。 （4）用化学方程式表示的变化是 。 （5）烧杯中的液体是 (填字母)。 e．溶液        f．氯水        g．饱和溶液 8．（2023-2024北京西城期末）蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如下图所示。 （1）过程①中白色固体迅速变黑，体现了浓硫酸的 性。 （2）过程②中黑色固体迅速膨胀，形成多孔海绵状固体。黑色固体与浓硫酸反应生成气体的化学方程式是 。 （3）为验证过程②中生成的产物，设计并完成如下实验。 ①C中品红溶液褪色说明产物中有 。 ②下列试剂中可以替代D中的溴水的是 （填序号）。 a．溶液      b．饱和溶液      c．酸性溶液 ③能说明产物中有的实验现象是 。 9．（2023-2024北京西城期末）化学小组实验探究含+4价硫元素的物质与溶液的反应。 实验I：向溶液中通入，溶液很快由黄色变为红色。静置几小时后，溶液最终变为浅绿色。 （1）若和溶液能发生氧化还原反应，则作 （填“氧化剂”或“还原剂”）。 （2）探究和溶液是否发生了氧化还原反应。 甲同学设计实验方案：取少量反应店的溶液，滴加酸化的溶液，观察是否产生白色沉淀。 乙同学认为上述方案不合理，理由是 。小组同学取少量反应后的溶液，滴加溶液，产生蓝色沉淀，证明有生成。 （3）探究实验I中溶液颜色变为红色的原因。 已知：、 分析的水溶液中粒子的组成，推测与溶液中某种含价硫元素的粒子形成了红色物质，进行如下实验。 序号 实验 试剂a 现象 II 的水溶液 溶液变红 III 溶液 溶液变红，且红色比Ⅱ的深 IV 溶液 溶液变红，且红色比Ⅲ的深 与 直接作用是I中溶液变红的主要原因，实验证据是 。 （4）进一步探究与的反应。 实验V：向溶液中滴加溶液，溶液由黄色变为红色，并析出少量沉淀。至加入溶液后，析出大量橙黄色沉淀，继续加入溶液，沉淀溶解，溶液呈红色。通过下列实验证实橙黄色沉淀中含有和。 白色沉淀是，试剂1是 ，试剂2是 。 （5）综上所述，含价硫元素的物质与溶液的反应与 有关（答一点）。 考向1 硅及其化合物 1．（2023-2024北京房山期末）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 选项 事实 推测 A Na 与 Cl形成离子键， Al与 Cl形成共价键 Si 与 Cl形成共价键 B Mg与冷水较难反应， Ca与冷水较易反应 Be(铍)与冷水更难反应 C Si 是半导体材料， 同族的 Ge 是半导体材料 IVA 族元素均是半导体材料 D HCl在1500℃时分解， HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 2．（2023-2024北京二中期末）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 3．（2023-2024北京丰台期末）元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。如图是元素周期表的一部分。 （1）依据周期表完成下列推断。 ①在周期表中的位置是 ，元素的原子结构示意图为 。 ②三种元素的原子半径从大到小排序为 (用元素符号示)。 ③用电子式表示与形成化合物的过程 。 ④如图周期表中金属性最强的元素为 (填元素符号)。 （2）某小组同学研究C和元素非金属性的强弱。 ①预测非金属性：C (填“”或“”)，请从原子结构角度解释原因 。 ②设计实验方案如图所示，该方案的原理是：通过比较 判断C和的非金属性强弱。 ③有同学认为该实验不能达到目的，改进的方案是 。 （3）长周期金属元素锗和铅位于第族。 已知：ⅰ 锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近 ⅱ 锗与稀硫酸不反应 ⅲ 铅与稀硫酸反应：，一段时间后反应停止。 ①预测锗单质的一种用途是 。 ②下列推测合理的是 (填字母序号)。 .两种元素失电子能力： .两种元素可能存在价和价的氧化物 .两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性： ③从反应速率的角度分析一段时间后铅与稀硫酸反应停止的原因是 。 考向2 氯及其化合物 1．（2023-2024北京二中期末）下列解释工业生产或应用的化学用语中，不正确的是 A．氯碱工业中制备氯气： B．工业制硫酸的主要反应之一： C．氨氧化法制硝酸的主要反应之一、 D．利用葡萄糖在酶的催化下转变为乙醇： 2．（2023-2024北京西城期末）除去粗盐水中含有的、和的过程如下： Ⅰ．向粗盐求中加入过量的试剂a，过滤； Ⅱ．向I中所得的滤液中加入过量的溶液，过滤； Ⅲ．向Ⅱ中所得的滤液中加入过量的溶液，过滤； IV．将Ⅲ中所得的滤液用盐酸调节，得盐水。 已知：时，部分物质的溶解度如下表： 物质 溶解度/g （1）I中所加试剂a可以是 。 （2）Ⅱ的目的是除去粗盐水中的。 ①检验沉淀完全的方法是：加入过量的溶液后， （填操作和现象）。 ②选用溶液而不选用溶液，运用表中数据解释原因： 。 （3）Ⅲ中反应的离子方程式是、 。 （4）Ⅳ中加入盐酸后溶液中发生反应的离子方程式是 和 。 考向3 氮及其化合物 1．（2023-2024北京昌平区期末）下图为合成氨反应的催化历程示意图。 下列说法中，不正确的是 A．属于共价化合物 B．过程②吸收能量，过程③放出能量 C．反应过程中有非极性键断裂，有极性键形成 D．标准状况下，生成22.4L时转移电子数约为 2．（2023-2024北京二中期末）一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 3．（2023-2024北京西城期末）实验小组探究溶液与以及铵盐溶液的反应。 已知：i．为棕黑色，接近无色 ii．溶液的越小，溶液的越大 实验 序号 试剂a 实验现象 试剂a 溶液 I 溶液 紫色略变浅，试管底部有少量的棕黑色沉淀 II 硫酸酸化的 溶液 紫色变浅 III 硫酸酸化的 溶液 紫色褪去 IV 氨水 紫色变浅，试管底部棕黑色沉淀的量比I中的多 V 溶液 无明显变化 下列说法不正确的是 A．由I、II可知，酸性越强，越有利于氧化 B．由II、III可知，浓度减小，其还原性增强 C．V的目的是排除还原的干扰 D．由I、IV、V可知，与相比，更易还原 4．（2023-2024北京朝阳期末）是一种重要的化工原料。 Ⅰ.实验室常用下图所示装置制取(尾气处理装置略)。 （1）A中反应的化学方程式是 。 （2）B中碱石灰(主要成分为CaO和NaOH)的作用是 。 （3）将C中氨气收集装置的导管补充完整 。 Ⅱ.一种利用MgO热分解的工艺，在制取同时生成。 （4）写出反应的化学方程式： 。 （5）相同投料比、相同反应时间、不同反应温度，固态物质中氮元素质量分数与氯元素收率的结果如下。 已知： ①氮元素质量分数的测定方法如下。 ⅰ.试剂X与操作a分别是 、 。 ⅱ.用离子方程式表示溶液的作用 。 ②，氯元素收率随反应温度的升高而降低，分析原因： ⅰ.不稳定，时分解产生HCl。 ⅱ.分解速率过快，来不及与MgO反应，产生HCl逸出体系。 设计实验方案，证明原因ⅰ成立： 。 ③不考虑其他反应，分析时固体的成分及其物质的量之比： 。 5．（2023-2024北京朝阳期末）小组同学用淀粉碘化钾试纸检验气体，过程如下。 实验操作 实验现象 实验Ⅰ 将用水润湿的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸迅速变蓝 实验Ⅱ 将干燥的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸无明显变化，较长时间后稍变蓝 实验Ⅲ 将用乙醇润湿的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸迅速变黄 （1）对Ⅰ中试纸迅速变蓝的原因作出如下假设。 ①假设a：中N的化合价为 ，在水的作用下将KI氧化。 ②假设b：与水反应 (用化学方程式表示)，产生的氧化KI。 ③假设c：空气中存在，在酸性条件下氧化KI，离子方程式为 。 （2）探究假设b、c是否成立。 实验Ⅳ：将 (填试剂)滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸无明显变化。 得出结论：假设b、c不是Ⅰ中试纸迅速变蓝的主要原因。 （3）探究假设a是否成立。 资料：ⅰ.与水反应生成，有强氧化性。 ⅱ.(淡黄色)微溶于水，AgI(黄色)、(棕黑色)难溶于水。 实验Ⅴ： ①证实与水反应生成的证据是 。 ②写出与水反应生成的化学方程式： 。 小组同学认为Ⅰ中试纸迅速变蓝的可能原因有：与水反应生成的迅速氧化KI；水作溶剂增大氧化KI的速率。 （4）结合乙醇的性质，分析Ⅲ中试纸迅速变黄(经检测含有)的可能原因： 。 6．（2023-2024北京大兴期末）某化学学习小组探究浓度对硝酸氧化能力的影响。 ．该小组同学通过对比NO通入浓、稀硝酸的现象，比较浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，实验装置如下图所示(夹持仪器已略去，气密性已检查)。 资料：i．NaOH溶液能吸收NO2，但不能吸收NO。 ii．NO2溶于水的过程产生HNO2(亚硝酸)。 iii．HNO2(亚硝酸)：无色易溶于水的弱酸，不稳定，可由亚硝酸盐与强酸反应制得。 请按要求回答下列问题： （1）装置a的名称是 。 （2）写出装置①中反应的离子反应方程式 。 （3）滴加浓硝酸前需先通入N2，目的是 。 （4）NaOH溶液的作用是吸收尾气，补全该反应的化学方程式： 。 NaOH＋___________=___________＋NaNO2＋H2O （5）滴加浓硝酸后，出现 现象，可得出结论：浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 ．实验结束后，该小组同学将装置①中的绿色溶液加水稀释后得到蓝色溶液A[其中的c(HNO3)=3mol·L−1]，发现在室温下，向溶液A加铜片立即产生气泡，而相同条件下，3 mol·L−1稀硝酸(溶液B)中加铜片短时间内无明显变化，一段时间后才产生气泡。针对这一现象，该小组同学又进一步研究。 （6）该小组同学推测Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因是溶液中溶解了生成的气体所致，分析加水稀释过程溶液变为蓝色的原因 (用化学方程式表示)。 （7）探究溶液A与铜片立即产生气泡，而相同条件下，3 mol·L−1稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化的原因。 ①小组同学提出假设：HNO2对该反应有催化作用。通过实验验证了该假设，实验方案是：向盛有铜片的B溶液中 (填实验操作和现象)。 ②催化剂能够加快化学反应速率的原因是：改变反应历程，先参加反应，后又生成，反应前后催化剂的质量和性质不发生改变。由此同学们推测Cu与稀硝酸反应中HNO2起催化作用的过程如下： i． (用离子方程式表示)。 ii．NO+2NO+H++H2O=3HNO2。 7．（2023-2024北京房山期末）某同学在探究铜丝与 反应的反应速率变化的原因。反应体系温度(T)-时间(t)变化曲线如下图1，生成的NO体积(V)-时间(t)变化曲线如下图2实验过程中观察到溶液由反应最初的蓝色变为绿色，最终变为深蓝色。 资料：i．已知是弱酸，不稳定，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ii．在水溶液中以存在时溶液显蓝色，以存在时显绿色。 iii．(淡黄色)。 （1）根据图1 可知， Cu 与稀HNO3的反应是 (选“吸热”或“放热” ) 反应，该反应的离子方程式是 。 （2）为探究溶液颜色变化的原因进行如下实验。取上述实验初期(A)、中期(B)、后期(C)三个不同时间段的溶液各1mL，分别加入相同浓度的溶液和相同浓度的AgNO3溶液。 实验内容 A 溶液(蓝色) B 溶液(绿色) C 溶液(深蓝色) 滴加溶液 滴入5 滴后不再褪色 滴入20滴后仍褪色 滴入10滴后不褪色 滴加 AgNO3溶液 无明显现象 淡黄色沉淀 淡黄色沉淀 ① 依据上述实验现象，能证明A、B、C溶液中一定含有的阴离子是 (用化学式表示)。 ② 若将A、B、C三种溶液加热一段时间，冷却后，再滴加液，溶液均不褪色，原因是 。 ③ 请从粒子种类和浓度变化的角度解释铜与稀硝酸反应过程中，溶液由反应最初的蓝色变为绿色，最终变为深蓝色的原因是 。 （3）依据图2，在200分钟时，反应速率突然加快，推测其原因可能是由引起的，请设计实验方案加以证明： 。 8．（2023-2024北京清华附中期末）铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色，小组同学探究其成因。 （1）铜片溶解的离子方程式为 。 【初步实验】 甲同学提出猜想：溶液呈现鲜草绿色仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，进行实验1-1及1-2予以验证。 编号 通入气体及流速 现象 1-1 N2，VL/min 溢出红棕色气体，25min后溶液变成蓝色 1-2 O2，VL/min 溢出红棕色气体，5min后溶液变成蓝色 （2）乙同学根据以上2个实验现象证明甲同学猜想不成立，理由是 。 【深入研究】 分别向三支试管内依次加入下列试剂后，同时插入铜丝并记录实验现象，如下表。 编号 浓硝酸/mL 蒸馏水/滴 30%H2O2/滴 4mol/L尿素溶液/滴 现象 2-1 1 3 0 0 快速反应，异常剧烈，溶液鲜草绿色 2-2 1 0 3 0 反应较慢，溶液为蓝色，无绿色出现 2-3 1 0 0 3 反应较慢，溶液为蓝色。无绿色出现 已知：①尿素的化学式为，其中C的化合价为+4价 ②该条件下，浓硝酸与尿素溶液不反应 ③金属和浓硝酸反应过程中有HNO2生成，可大大加快金属与浓硝酸反应的速率。 其原理为： 第一步： 第二步：Cu+ 第三步： （3）补全上述原理的第二步反应，对应的离子反应方程式为： 。 （4）因为发生如下化学反应，因此实验2-3中反应速率较慢。 ___________CO(NH2)2+_________________________________+___________ 上述实验可以说明反应过程中的HNO2对反应速率有一定影响。 丙同学设计实验3，能证明反应混合液的鲜草绿色也与HNO2也有关。 （5）实验3：向一支试管内加入5滴稀H2SO4，加入NaNO2溶液振荡后，再滴加 (填化学式)溶液，观察到溶液变为鲜草绿色。 （6）解释实验1-1和1-2的现象差异 。 9．（2023-2024北京牛栏山一中期末）Ⅰ． 某研究小组欲制备少量纯净氨气并探究氨气的性质，进行了如下实验： （1）图1所示装置中，可做氨气制备装置的是 (填序号)。反应的化学方程式是 。 （2）图2中方框内为气体收集装置，请将方框内装置补充完整 。 （3）小陈同学设计了如图3所示装置进行尾气处理，小申同学认为该装置设计不合理，理由是 。 （4）相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。图4中，玻璃管内可观察到的现象是 。 Ⅱ． 氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。该研究小组查阅相关资料，了解到某工厂制硝酸的流程如下图所示： （5）上述转化中，属于氮的固定的是 (填“i”、“ii”或“iii”)。 （6）“氧化炉”中发生反应的化学方程式为 。 （7）吸收塔中，发生的反应为4NO + 3O2 +2H2O = 4HNO3，若用Va mL x mol·L-1的稀硝酸作为吸收液，反应后得到Vb mL y mol·L-1的浓硝酸，则理论上吸收装置中需消耗的O2的物质的量为 mol(写出计算式)。 （8）“吸收塔”排出的尾气中仍会含有少量的NO、NO2等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱(Na2CO3)溶液吸收NO2气体，亚硝酸钠(NaNO2)为产物之一，反应无O2生成，其相应的离子方程式为 。 10．（2023-2024北京通州期末）如图为铜与稀硝酸反应的有关性质实验。实验步骤如下： ①按照如图装置连接好仪器，关闭所有止水夹。检查装置的气密性。 ②在装置A的烧杯中加入30％的氢氧化钠溶液。 ③在装置C的U形管中加入4.0mol/L的硝酸，排除U形管左端管内空气。塞紧连接铜丝的胶塞。打开止水夹，反应进行一段时间。 ④进行适当的操作，使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，气体变为红棕色。 ⑤再通过操作使装置B中的气体进入烧杯A中与氢氧化钠溶液反应。 回答下列问题： （1）装置C中发生反应的离子方程式是 。 （2）装置A上面的导管口末端也可以连接 来代替干燥管，实现同样作用。 （3）加入稀硝酸，排除U形管左端管内空气的操作是 。 （4）步骤④中“使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶”的操作是打开止水夹 ，并用注射器在U形管右端导管口注入空气。 （5）步骤⑤中使“气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应”的操作是 ，尾气中主要有二氧化氮和空气，与氢氧化钠溶液反应只生成一种盐，则反应的离子方程式为 。 考向4 硫及其化合物 1．（2023-2024北京二中期末）干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中的常用方法，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．单质硫为黄色固体 B．脱硫反应为 C．该方法中可循环利用的物质是 D．脱硫过程中，增大反应物的接触面积可提高脱硫速率 2．（2023-2024北京牛栏山一中期末）科研人员提出了雾霾微粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理，其主要过程示意如下。下列说法错误的是 A．第Ⅱ、Ⅲ阶段总的化学方程式为： B．该过程中NO2为催化剂 C．第Ⅰ阶段每1 mol氧化剂参加反应，转移电子数目为NA D．还原性SO＞HNO2 3．（2023-2024北京通州期末）矿山、冶炼厂和其他工业装置排放的烟气中也时常含有和，使得脱除工艺和技术复杂化。近年来开发了许多从含氧气体中脱除的新技术。以下介绍的净化工艺都是非苛性碱工艺，该工艺生产高纯度可市售的单质硫。一种工艺流程的构成如图1所示。该流程主要包括催化除氧、加氢和克劳斯反应。 含和的原料气体进入图1所示的工艺流程。采用催化除氧工艺，从加氢工序来的含气体循环进入除氧反应器与氧气发生催化反应。从除氧工序来的无氧工艺气体在硫冷凝器冷却产生蒸汽，并部分回收单质硫。一部分从硫冷凝器出来的气体被送入后续克劳斯反应器。余下的气体进入加氢反应器。加氢反应需要的氢气从外部提供。 从加氢工序来的剩余的冷却后气体最终进入克劳斯反应器。该气流与来自除氧反应器下游硫冷凝器的无氧含气流混合，预热到204.4-226.7℃，然后进入克劳斯反应器。与按克劳斯反应生成单质硫。单质硫由另一硫冷凝装置除去。根据所需要的总硫回收率，冷却后的气流进入另一克劳斯工序或通过焚烧炉、烟囱排放。 将以上工艺流程继续改进后如图2所示。改进工艺的新颖之处在于利用直接硫还原工序以回收硫，因此可显著节省投资和操作成本。从除氧反应工序出来的无氧气体经硫冷凝器冷却回收单质硫。从硫冷凝器出来的气流一部分送入后续加氢反应器，余下的送入直接还原反应器。直接还原反应和加氢工序都需要。因而，这两个工序的进口气流都要接入外部氢源。在直接还原反应器中，和催化还原生成单质硫。从反应器出来的单质硫在硫冷凝器中除去。从硫冷凝器出来的冷却气体通过焚烧炉排放。根据原料情况，克劳斯反应器中部分气体返回到加氢反应器以利于加氢反应的温度控制。 回答下列问题： （1）如果用足量苛性钠溶液脱除，反应的离子方程式为 ，该反应新生成的阴离子，其检验方法是取反应后的少量溶液， ，观察到 即可检出。 （2）1883年，英国化学家克劳斯开发了用硫化氢氧化制硫的方法。图1工艺中克劳斯反应器内发生反应的化学方程式是 。 （3）本题所述的两个工艺都需要接入外部氢源，一种改进的方法是在除氧反应器中通入天然气，用天然气与氧气反应制备氢气。你认为此法会带来的环境问题是 。 （4）根据题中的文字描述，图2中还缺少一条箭头指向的流程步骤，请用笔在图2中添加 。 4．（2023-2024北京朝阳期末）焦亚硫酸钠是常用的食品抗氧化剂之一，由脱水制得。实验室用下图装置制备。 已知：与反应生成沉淀，与盐酸反应生成。 （1）具有 性，可作食品抗氧化剂。 （2）A中产生的化学方程式是 。 （3）B的作用之一是观察的生成速率。试剂X为 (填字母)。 a．蒸馏水        b．饱和溶液 c．饱和溶液        d．饱和NaOH溶液 （4）C中制得的反应有(用化学方程式表示) 、 。 （5）D中NaOH溶液的作用是 。 （6）在保存过程中易变质生成。检验是否变质的实验方案是 (填操作和现象)。 （7）测定样品中的含量。取样品溶于水配成500mL溶液，取25mL该溶液，与碘水恰好完全反应。样品中的质量分数为 (假设杂质不反应)。 已知：。 5．（2023-2024北京101中期末）烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟氧化结合溶液吸收法同时脱除和的过程示意图如下。 （1）气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。 反应 平衡常数(25℃) 活化能/(kJ/mol) 反应a： 　 24.6 反应b：　  3.17 反应c： 　 58.17 ①已知：　 则 。 ②其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内和的转化率均随温度升高而降低，原因是 。 ③其他条件不变，和初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内，和的转化率随的浓度的变化如图。结合数据分析的转化率高于的原因 。 （2）其他条件不变，和初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，与的物质的量之比对和脱除率的影响如图。 ①的浓度很低时，的脱除率超过97%，用化学用语解释原因 。 ②在吸收器中，与反应生成和的离子方程式是 。 ③在吸收器中，随着吸收过程的进行，部分被转化为，反应中和的物质的量之比为1∶1，该反应的离子方程式是 。 6．（2023-2024北京101中期末）探究一定浓度H2SO4与卤素离子(Cl-、Br-、I-)的反应。实验如下： （1）a．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀； b．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化。白雾中含有 。 （2）用CuSO4溶液检验iii中气体，产生黑色沉淀CuS，该气体是 。 （3）检验ii中产物： Ⅰ．用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体，试纸变蓝，说明含Br2。 Ⅱ．取ii中部分溶液，用CCl4萃取。CCl4层显棕红色，水层(溶液A)无色。证实溶液A中含SO2，过程如下： ①白色沉淀1的成分是 。 ②生成淡黄色沉淀3的离子方程式是 。 （4）已知：(X=Cl、Br、I)。探究ii中溶液存在Br2、SO2的原因：将ii中溶液用水稀释，溶液明显褪色，推测褪色原因： a．Br2与H2O发生了反应。 b．加水稀释导致溶液颜色变浅。 c．Br2与SO2在溶液中发生了反应。 ①资料：Br2+H2OHBr+HBrO  ，判断a (填“是”或“不是”)主要原因。 ②实验证实b不是主要原因，所用试剂和现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、CCl4、KMnO4溶液 ③原因c成立。稀释前溶液未明显褪色，稀释后明显褪色，试从氧化还原反应规律的角更解释原因 。 （5）实验表明，一定浓度H2SO4氧化Br-、I-，不能氧化Cl-，从原子结构角度说明原因 。 7．（2023-2024北京丰台期末）某精选的硫铁矿主要成分为二硫化亚铁(FeS2)和二氧化硅。利用其生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图： （1）接触室中SO2与O2反应，控制反应条件为400℃、催化剂，目的是 。 （2）吸收塔中发生反应的化学方程式为 。 （3）反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有 。 （4）反应釜Ⅱ，当固体X为铁粉时，铁粉的作用有 。 （5）反应釜Ⅱ，当固体X为硫铁矿时，在氧化亚铁硫杆菌催化作用下，溶液a与FeS2发生反应。 ①将离子方程式补充完整： 。 FeS2+ + Fe2+++ ②研究温度对该反应的影响，发现随温度升高反应速率加快，但是当温度高于25℃时，反应速率下降。分析下降的原因是 。 （6）从矿物资源充分利用的角度对该流程进行优化改进，可采取的措施是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 重要的非金属及其化合物 内容概览 考向1 硅及其化合物 考向2 氯及其化合物 考向3 氮及其化合物 考向4 硫及其化合物 考向1 硅及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）下列关于物质分类的说法中，不正确的是 A．属于酸性氧化物 B．属于非金属氧化物 C．葡萄糖属于有机化合物 D．塑料属于有机高分子 【答案】A 【解析】A．属于不成盐氧化物，A错误； B．是由硅与氧形成的酸性氧化物，属于非金属氧化物，B正确； C．葡萄糖是单糖，属于有机化合物，C正确； D．塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，属于有机高分子，D正确； 故选A。 2．（2023-2024北京朝阳期末）下列关于物质用途的说法中，不正确的是 A．液氨作制冷剂 B．二氧化硅作半导体 C．用油脂生产肥皂 D．用二氧化硫漂白纸浆 【答案】B 【解析】A．液氨气化时吸热，能使周围温度降低，可用作制冷剂，A正确； B．晶体硅用作半导体材料，二氧化硅用来制作光导纤维，B错误； C．利用油脂碱性条件水解生产肥皂，C正确； D．二氧化硫具有漂白性，常用于漂白纸浆，D正确；故选B。 3．（2023-2024北京大兴期末）杭州亚运会口号“心心相融，@未来”。下列亚运会所涉及的材料中，主要成分为有机高分子材料的是 A．湖山奖牌(合金) B．场馆建造(聚四氟乙烯) C．场馆用电(硅太阳能电池板) D．火炬燃料(甲醇) 【答案】B 【解析】A．湖山奖牌(合金)中含有金属元素，属于金属材料，A不选； B．场馆建造使用的聚四氟乙烯是有机高分子化合物，属于有机高分子材料，B选； C．场馆用电使用的硅太阳能电池板，属于无机非金属材料，C不选； D．火炬燃料使用的甲醇是一元醇，不是高分子化合物，D不选； 答案选B。 4．（2023-2024北京牛栏山一中期末）神舟十八号载人飞船成功发射，展现了中国航天事业的强大实力和技术水平。下列叙述不正确的是 A．飞船使用的Si3N4隔热层属于新型无机非金属材料 B．为空间站提供能量的砷化镓太阳能电池材料也可用SiO2代替 C．电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，可加入些冰晶石来缩短加热时间 D．火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，可提高火箭的射程及运载能力 【答案】B 【解析】A．氮化硅陶瓷属于无机物，是新型无机非金属材料，A正确； B．砷化镓用作太阳能电池板，具有半导体的性质，SiO2没有半导体性质，不可以用SiO2代替，B错误； C．电解熔融状态的氧化铝制得单质铝时，因氧化铝熔点高，可加入些冰晶石降低熔点来缩短加热时间，C正确； D．火箭壳体采用的碳纤维缠绕复合材料强度高、密度小，耐高温，质量轻，可提高火箭的射程及运载能力，D正确； 故选B。 5．（2023-2024北京西城期末）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．氮气的化学性质很稳定，可用作保护气 B．氨易液化且液氨汽化时吸收大量的热，可作制冷剂 C．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可用作半导体材料 D．二氧化硫具有氧化性，可用于制备硫酸 【答案】D 【解析】A．氮气分子中三键键能大，因此氮气的化学性质很稳定，可用作保护气，A正确； B．氨气易液化且液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度降低，可作制冷剂，B正确； C．由于晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，因此可用作半导体材料，C正确； D．二氧化硫具有还原性，可被氧化为三氧化硫，三氧化硫溶于水得到硫酸，因此可用于制备硫酸，D错误； 答案选D。 6．（2023-2024北京大兴期末）下列实验结论与实验现象的对应关系，正确的一组是 选项 实验 现象 结论 A Na2CO3粉末中加入稀硫酸，将产生的气体通入Na2SiO3溶液 出现白色沉淀 非金属性：S>C>Si B 某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液 出现白色沉淀 该溶液中一定含有SO C 蔗糖中滴加浓硫酸 蔗糖变黑 浓硫酸具有吸水性 D 淀粉溶液中加入少量稀H2SO4，加热，冷却后再加少量新制的Cu(OH)2，加热 无砖红色沉淀生成 淀粉未发生水解反应 【答案】A 【解析】A．Na2CO3粉末中加入稀硫酸，产生二氧化碳，将产生的气体通入Na2SiO3溶液中出现白色沉淀，说明有硅酸产生，则酸性：硫酸＞碳酸＞硅酸，所以非金属性：S＞C＞Si，A正确； B．某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，出现白色沉淀，白色沉淀不一定是硫酸钡，也可能是氯化银等，因此溶液中不一定含有硫酸根离子，B错误； C．蔗糖中滴加浓硫酸，蔗糖变黑，说明浓硫酸具有脱水性，C错误； D．加少量新制的Cu(OH)2之前需要首先加入氢氧化钠溶液中和硫酸，D错误； 答案选A。 考向2 氯及其化合物 1．（2023-2024北京通州期末）下列关于HCl的说法中，不正确的是 A．1mol HCl的质量是36.5g B．1mol HCl所含有的氯化氢分子数约为 C．常温常压下，22.4L HCl的物质的量为1mol D． HCl溶液中含有1mol 【答案】C 【解析】A．1mol HCl的质量是1mol×36.5g/mol=36.5g，故A正确； B．1mol HCl所含有的氯化氢分子数约为，故B正确； C．常温常压下，气体的摩尔体积不是22.4L/mol，无法计算 HCl物质的量，故C错误； D． HCl溶液中含有为1L×1mol/L=1mol，故D正确； 故选C。 2．（2023-2024北京通州期末）将50mL 0.3mol/L氯化钠溶液加水稀释到300mL，稀释后溶液中氯化钠的物质的量浓度为 A．0．3mol/L B．0.03mol/L C．0.05mol/L D．0.04mol/L 【答案】C 【解析】设稀释后溶液中NaCl的物质的量浓度为c，根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，则：0.05L×0.3mol/L=0.30L×c，解得c=0.05mol/L，故答案为：C。 3．（2023-2024北京二中期末）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均合理的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A CO2 石灰石+稀H2SO4 c d B NH3 NH4Cl+Ca(OH)2 b f C SO2 Na2SO3+浓H2SO4 c e D Cl2 MnO2+浓盐酸 a d 【答案】D 【解析】A．石灰石与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，所以用石灰石与稀硫酸不能制取二氧化碳，A不正确； B．用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3时，采用“固+固、加热”型制气装置，但由于NH3极易溶于水，所以不能采用排水法收集NH3，B不正确； C．用Na2SO3与浓H2SO4反应制SO2气体，可采用简易气体发生装置，但由于SO2的密度比空气大，所以应采用向上排空气法收集，C不正确； D．MnO2与浓盐酸在加热条件下才能反应制取Cl2，由于Cl2的密度比空气大，所以采用向上排空气法收集，D正确； 故选D。 4．（2023-2024北京八一学校期末）常温下利用下列装置进行实验，能得到相应结论的是 选项 试剂a、b 现象 结论 装置 A 漂白粉浓盐酸 导管口放置的湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 漂白粉与浓盐酸反应生成    B 铜、稀硝酸 试管上部气体呈红棕色 铜与稀硝酸反应生成 C 钠、75%酒精溶液 收集的气体移近火焰，发出爆鸣声 钠与乙醇反应生成 D 铁、浓硫酸 无明显现象 铁与浓硫酸未发生反应 【答案】A 【解析】A．氯气能使石蕊溶液先变红后褪色，导管口放置的湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色，可知漂白粉与浓盐酸混合生成，故A正确； B．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO、水，故B错误； C．钠和乙醇、水都能反应放出氢气。钠、75%酒精溶液混合，有氢气放出，不能证明钠与乙醇反应生成，故C错误； D．常温下，铁在浓硫酸中钝化，故D错误； 选A。 5．（2023-2024北京101中期末）已知：25℃时有关弱酸的电离平衡常数，下列有关说法正确的是 弱酸化学式 H2SO3 HClO H2CO3 电离平衡常数 A．等物质的量浓度的酸溶液pH关系为：pH(HClO)＜pH(H2CO3)＜pH(H2SO3) B．粒子结合质子能力强弱关系为： C．少量的CO2通入NaClO溶液中发生反应： D．足量的SO2通入NaClO溶液中发生反应： 【答案】B 【分析】弱酸的电离平衡常数越大，该弱酸的酸性就越强，等浓度的相应弱酸电离产生的c(H+)越大。盐水解规律是：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性。盐水解程度越大，等浓度的弱酸盐水解使盐溶液显碱性，溶液pH就越大，同时要结合物质的氧化性、还原性分析解答。 【解析】A．弱酸的电离平衡常数越大，相应弱酸的酸性就越强，等浓度的弱酸电离产生的c(H+)就越大，溶液的pH就越小；根据弱酸电离平衡常数可知酸性：H2SO3＞H2CO3＞＞HClO＞，则相应溶液的pH大小关系为：pH(HClO)＞pH(H2CO3)＞pH(H2SO3)，A错误； B．弱酸的酸性越弱，说明其电离产生的弱酸根离子结合H+的能力就越强；根据弱酸电离平衡常数可知酸性：H2SO3＞H2CO3＞＞HClO＞，则结合H+的能力：，B正确； C．根据弱酸电离平衡常数可知酸性：H2SO3＞H2CO3＞＞HClO＞，将少量的CO2通入NaClO溶液中发生反应，产生HClO、，反应的离子方程式为：ClO-+CO2+H2O=HClO+，C错误； D．SO2具有还原性，NaClO具有强氧化性，二者在溶液中会发生氧化还原反应，产生H2SO4、NaCl，该反应的离子方程式为：SO2+H2O+ClO-=Cl-+2H++，D错误； 故合理选项是B。 考向3 氮及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）下列关于的叙述不正确的是 A．两个氮原子间以共价三键结合 B．既可用作氧化剂又可用作还原剂 C．氮的固定过程中均被氧化 D．大自然通过闪电释放的能量可将转化为含氮的化合物 【答案】C 【解析】A．氮气中氮氮之间含三键，，A正确； B．0价氮处于中间价态，既具有氧化性也具有还原性，因此氮气既可作氧化剂又可作还原剂，如氮气与氢气反应，氮气作氧化剂，氮气与氧气反应，氮气作还原剂，B正确； C．氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮，自然固氮中，氮气与氧气反应，氮气被氧化，人工固氮中，氮气与氢气反应生成氨气，氮气被还原，C错误； D．自然固氮中，，D正确； 故答案为：C。 2．（2023-2024北京西城期末）下列关于和的说法正确的是 A．在一定条件下可相互转化 B．常温下都是无色气体 C．均可用排空气法收集 D．均可由和反应直接制备 【答案】A 【解析】A．一定条件下可以相互转化，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，A正确； B．二氧化氮是红棕色气体，一氧化氮是无色气体，B错误； C．NO在室温下能够与O2发生反应，因此不能用排空气方法收集，C错误； D．N2和O2直接化合得到NO，NO与O2反应产生NO2，因此NO2不可由N2和O2直接化合得到，D错误； 故选A。 3．（2023-2024北京大兴期末）下列解释现象(或事实)的方程式中，不正确的是 A．氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O B．工业上用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ C．铁与稀硫酸反应有无色气体生成：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑ D．稀硝酸与铜反应产生无色气体：3Cu+ 2+8H+＝3Cu2++2NO↑+4H2O 【答案】C 【解析】A．氨的催化氧化生成一氧化氮和水：4NH3+5O24NO+6H2O，A正确； B．钠是活泼金属，工业上用电解熔融的氯化钠法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，B正确； C．铁与稀硫酸反应有无色气体氢气生成，同时生成硫酸亚铁：Fe+2H+＝Fe2++H2↑，C错误； D．稀硝酸与铜反应产生无色气体NO，同时还有硝酸铜和水生成：3Cu+ 2+8H+＝3Cu2++2NO↑+4H2O，D正确； 答案选C。 4．（2023-2024北京东城期末）实验：如图所示，干燥的烧瓶中充满氨，打开弹簧夹，将滴管中的水挤入烧瓶内，烧杯中的水则呈喷泉状喷出，最终液体占烧瓶体积的。对实验现象的分析正确的是 A．烧杯中的水喷入烧瓶，说明与发生了反应 B．烧瓶内剩余气体，是因为的溶解已达饱和 C．喷泉停止后，加热烧瓶，则烧杯中的水会继续喷入烧瓶 D．取出烧瓶中的溶液，加入酚酞溶液，溶液显红色，原因是 【答案】D 【解析】A．烧瓶中形成喷泉，不一定是因为氨气与水发生了反应引起的，还有可能是因为氨气极易溶于水造成的，A项错误； B．烧瓶中剩余少量气体可能是空气，来源于实验中某个操作，比如图中止水夹下方的玻璃管未插入水中时会有空气进入，B项错误； C．喷泉停止后，加热烧瓶，一水合氨分解产生氨气，瓶内压强增大，则烧杯中的水不会继续喷如烧瓶，C项错误； D．烧瓶中溶液变红，说明溶液呈碱性，原因是，D项正确； 答案选D。 5．（2023-2024北京西城期末）中国科学家使用催化剂，通过电催化实现了在温和的条件下人工固氮，电极上催化过程的示意图如下图所示。 下列说法不正确的是 A．氮分子内两个氮原子间以结合 B．①②中均断开氮分子内的部分化学键 C．形成要吸收能量 D．在电极上被催化还原 【答案】C 【解析】A．N元素最外层有5个电子，需要3个电子形成共用电子对，而每一个公用电子对成为一个共价键，故为三个共价键，故A正确； B．根据题目图示，氮气分子与反应，得到一个e-，形成N-H键，分子内的部分化学键断开，故B正确； C．化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量形成稳定的结构，故C错误； D．该人工固氮的电催化过程的电极反应： ，被催化还原，故D正确； 答案选C。 6．（2023-2024北京东城期末）选用如图所示装置制取气体，不正确的是 A．收集，选 B．干燥、和，选 C．用和反应制备，选 D．用铜与浓硝酸反应制备和收集，选、和 【答案】B 【解析】A．NO不溶于水，可以用排水法收集，选，A正确； B．可与浓硫酸反应，故不能选，B错误； C．加热‌固体与‌的混合物制备，采用固固加热制气法，C正确； D．装置a用铜与浓硝酸反应制备NO2，装置c用于收集NO2，装置e用于NO2尾气吸收，D正确； 故选B。 7．（2023-2024北京大兴期末）实验室常用如图所示装置可制取干燥的NH3。 （1）写出A中反应的化学方程式 。 （2）B中碱石灰的作用是 。 （3）在上图方框内画出用试管收集NH3的示意图。 （4）若将A中固体混合物换成NH4Cl固体， (填“能”  或“不能”)制取NH3，原因是 (用化学方程式表示)。 （5）根据氨溶于水(滴有少量酚酞)的喷泉实验，可以得出的结论 、 。 【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （2）干燥NH3 （3） （4）不能 NH3＋HCl＝NH4Cl （5）氨气极易溶于水 氨水呈碱性 【分析】A装置利用熟石灰和氯化铵制备氨气，装置B用来干燥氨气，利用向下排空气法收集氨气，据此解答。 【解析】（1）A中反应的化学方程式为】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 （2）生成的氨气中含有水蒸气，B中碱石灰的作用是干燥NH3。 （3） 氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度小于空气的，可以用向下排空气法收集，用试管收集NH3的示意图为。 （4）氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，在试管口又重新化合生成氯化铵，不能制备氨气，反应的化学方程式为NH3＋HCl＝NH4Cl。 （5）氨溶于水(滴有少量酚酞)的喷泉实验，说明氨气极易溶于水，溶液显红色，则所得溶液显碱性，即可以得出的结论为氨气极易溶于水、氨水呈碱性。 8．（2023-2024北京东城期末）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。 （1）在氨分离器中，可用冷凝法分离出氨，原理是 。 （2）氧化炉中，氨转化为。则理论上生成需消耗的物质的量为 。 （3）吸收塔中发生反应的化学方程式是 。 （4）可作为贮存浓硝酸的罐体材料的是 (填字母)。 a．铜         b．铝         c．铁 （5）为提高原料利用率，流程中的物质可以循环使用的有 。 （6）如图是从某化工商店采购到的硝酸试剂瓶的部分说明书。 ①该硝酸的物质的量浓度为 (列出算式即可)。 ②将“贮存”方法补充完整，并说明采用该方法的理由： 。 【答案】（1）利用氨气的低温液化点，将合成塔出口气体通过冷凝器冷却至较低温度以液化氨气 （2）1.25 （3）、 （4）bc （5）N2、H2、NO （6） 避光、低温保存；硝酸易分解 【分析】详解氮气和氢气合成塔中合成氨气，氨气在氧化炉中催化氧化生成NO，NO与氧气生成NO2，NO2与水生成HNO3，以此分析； 【解析】（1）利用氨气的低温液化点，将合成塔出口气体通过冷凝器冷却至较低温度以液化氨气； 故答案为：利用氨气的低温液化点，将合成塔出口气体通过冷凝器冷却至较低温度以液化氨气； （2）氧化炉中，，则理论上生成1 mol NO 需消耗O2的物质的量为1.25mol； 故答案为：1.25； （3）在吸收塔中，、 故答案为：、； （4）铝、铁在浓硝酸中生成一种致密的氧化物保护膜，保护内部金属，这种现象叫做“钝化”，故可以用铝、铁作为贮存浓硝酸的罐体材料； 故答案为：bc； （5）合成氨为可逆反应，故N2、H2、NH3可以循环利用，NO2与水反应生成NO，故NO可以循环利用，NO与O2反应生成NO2，故NO2也可以循环利用； 故答案为：N2、H2、NH3、NO、NO2； （6）①根据浓度与质量分数的转化可知，； 故答案为：； ②因硝酸受热易分解，故需要避光、低温保存； 故答案为：避光、低温保存；硝酸易分解。 考向4 硫及其化合物 1．（2023-2024北京东城期末）硫酸和硝酸是重要的化学试剂，下列说法不正确的是 A．浓硫酸有脱水性，可使蔗糖变黑 B．稀硝酸有强氧化性，可溶解铜 C．露置在空气中，浓硫酸与浓硝酸的质量均会增加 D．浓硝酸与很多蛋白质作用时呈黄色，可用于检验蛋白质 【答案】C 【解析】A．蔗糖为C12H22O11，浓硫酸具有脱水性，则蔗糖变黑碳化，A正确； B．稀硝酸具有强氧化性，与金属铜反应生成硝酸铜和NO，B正确； C．浓硫酸具有吸水性，故暴露在空气中质量增加，硝酸具有挥发性，暴露在空气中质量减小，C错误； D．浓硝酸与蛋白质的颜色反应原理是硝酸对蛋白质中的苯环发生硝化作用，‌生成黄色的芳香硝基化合物，‌使蛋白质发生变性，D正确； 故答案为：C。 2．（2023-2024北京通州期末）“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，使原子充分利用，不产生污染物。下列制取的反应不符合“绿色化学”理念的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，使原子充分利用，不产生污染物，选项A中产生有毒气体二氧化硫，其余选项只产生硫酸铜和水，所以选项A不符合“绿色化学”理念。 答案选A。 3．（2023-2024北京大兴期末）用下图所示装置探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列说法中，不正确的是    A．向外拉铜丝可终止反应 B．中品红溶液褪色，中石蕊溶液变红 C．中溶液可以吸收多余的 D．为确认生成，向试管中加水，观察颜色 【答案】D 【解析】A．在加热的条件下，当铜丝与浓硫酸接触时才能反应，当往上抽动铜丝时，铜丝与硫酸不接触，反应停止，故可通过向外拉铜丝可终止反应，故A正确； B．二氧化硫具有漂白性，品红能被二氧化硫漂白，可用品红溶液验证二氧化硫的生成，中品红溶液褪色，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，可以使中石蕊溶液变红，故B正确； C．二氧化硫为酸性气体，具有污染性，可与碱发生反应，生成亚硫酸钠和水，可用NaOH溶液吸收多余的二氧化硫，故C正确； D．铜与浓硫酸加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，因浓硫酸过量，若检验硫酸铜的存在，应将试管A中的液体倒入水中稀释，故D错误； 答案为D。 4．（2023-2024北京牛栏山一中期末）硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法不正确的是 A．X是H2S B．Y既有氧化性又有还原性 C．将X的水溶液与Y混合，生成淡黄色沉淀 D．分别向BaCl2溶液中加入Y和Z，均立即产生白色沉淀 【答案】D 【分析】由硫元素常见化合价及其物质类别关系图可知，X为H2S、Y为SO2、Z为H2SO4。 【解析】A．由图示可知，X对应氢化物，化合价为-2价，故X为H2S，A正确； B．Y为氧化物，化合价为+4价，Y为SO2，硫元素化合价为+4，反应中既可以升高又可以降低，故既有氧化性又有还原性，B正确； C．X为H2S，Y为SO2，将H2S的水溶液与SO2混合，发生反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O，生成淡黄色沉淀，C正确； D．由于亚硫酸的酸性弱于盐酸，向BaCl2溶液中加入SO2，不发生反应，不会产生白色沉淀，D错误； 故选D。 5．（2023-2024北京牛栏山一中期末）下列能实现对应气体的制备、干燥、收集的是 选项 目标气体 试剂A 固体B 固体C A Cl2 浓盐酸 MnO2 无水CaCl2 B NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 C SO2 浓H2SO4 Na2SO3 P2O5 D NO 稀HNO3 Cu 碱石灰 【答案】C 【解析】A．MnO2和浓盐酸反应需要加热，缺少加热装置，A错误； B．氨气密度小于空气，不能用向上排空气法收集，B错误； C．浓硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2气体，然后用P2O5干燥，SO2密度大于空气，可以用向上排空气法收集，C正确； D．铜和稀硝酸反应生成NO，NO溶液被空气中的氧气氧化，不能用排空气法收集，D错误； 故选C。 6．（2023-2024北京东城期末）实验：把硫粉与铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，红热继续蔓延至条状混合物的另一端至反应结束，冷却后得到黑色固体。实验过程中能闻到刺激性气味。下列分析不正确的是 A．铁与硫的反应为放热反应 B．铁与硫反应生成硫化亚铁 C．黑色固体中可能含有铁的氧化物 D．实验过程发生的反应中，硫均作氧化剂 【答案】D 【解析】A．玻璃棒拿开后，从铁和硫反应剧烈进行，变成红热状态可以看出该反映是放热反应，A正确； B．S的氧化性较弱，发生反应，B正确； C．实验最终得到了黑色固体，可能是铁的氧化物，C正确； D．实验过程产生了刺激性气味，推测是SO2，此时硫在反应中作为还原剂，D错误；故选D。 7．（2023-2024北京东城期末）某实验小组设计如图装置制取并验证其性质。 （1）形管中发生反应的化学方程式是 （2）观察到的变化是 。 （3）验证具有还原性，是有 (填写试剂名称)溶液的试纸。 （4）用化学方程式表示的变化是 。 （5）烧杯中的液体是 (填字母)。 e．溶液        f．氯水        g．饱和溶液 【答案】（1） （2）溶液红色褪去 （3）酸性高锰酸钾溶液 （4） （5）ef 【分析】图中Y形管装置铜与浓硫酸制备二氧化硫，试管a用来除去用于去除混合气体中的杂质，‌试管b中品红溶液褪色，验证二氧化硫漂白性；c是有酸性高锰酸钾溶液的试纸，褪色验证二氧化硫还原性，d蘸有H2S溶液的试纸，变黄证明二氧化硫氧化性，‌最后尾氧吸收用氢氧化钠溶液，据此分析； 【解析】（1）Y形管中发生反应的化学方程式是； （2）二氧化硫具有漂白性，观察到的变化是溶液红色褪去； （3）验证具有还原性，是有酸性高锰酸钾溶液的试纸，两者发生氧化还原反应，高锰酸钾褪色； （4）d蘸有H2S溶液的试纸，变黄证明二氧化硫氧化性； （5）烧杯中的液体是能与二氧化硫反应的，，，与二氧化硫不反应，故选ef； 8．（2023-2024北京西城期末）蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如下图所示。 （1）过程①中白色固体迅速变黑，体现了浓硫酸的 性。 （2）过程②中黑色固体迅速膨胀，形成多孔海绵状固体。黑色固体与浓硫酸反应生成气体的化学方程式是 。 （3）为验证过程②中生成的产物，设计并完成如下实验。 ①C中品红溶液褪色说明产物中有 。 ②下列试剂中可以替代D中的溴水的是 （填序号）。 a．溶液      b．饱和溶液      c．酸性溶液 ③能说明产物中有的实验现象是 。 【答案】（1）脱水 （2） （3） c E中品红溶液不褪色，同时F中溶液变浑浊 【分析】A装置是发生装置，B装置检验水蒸气，C装置检验二氧化硫，D装置除去二氧化硫，E装置验证二氧化硫是否除尽，F装置检验二氧化碳，据此解答。 【解析】（1）过程①中白色固体迅速变黑，体现了浓硫酸的脱水性。 （2）过程②中黑色固体迅速膨胀，形成多孔海绵状固体，其中黑色固体是碳，与浓硫酸反应生成气体的化学方程式是。 （3）①二氧化硫能使品红溶液褪色，则C中品红溶液褪色说明产物中有。 ②a．溶液能吸收二氧化硫，也能吸收二氧化碳，不能代替溴水，a不选； b．饱和溶液吸收二氧化硫的同时又产生二氧化碳，不能代替溴水，b不选； c．酸性溶液能氧化二氧化硫，与二氧化碳不反应，可以代替溴水，c选； 答案选c。 ③二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，能说明产物中有的实验现象是E中品红溶液不褪色，同时F中溶液变浑浊。 9．（2023-2024北京西城期末）化学小组实验探究含+4价硫元素的物质与溶液的反应。 实验I：向溶液中通入，溶液很快由黄色变为红色。静置几小时后，溶液最终变为浅绿色。 （1）若和溶液能发生氧化还原反应，则作 （填“氧化剂”或“还原剂”）。 （2）探究和溶液是否发生了氧化还原反应。 甲同学设计实验方案：取少量反应店的溶液，滴加酸化的溶液，观察是否产生白色沉淀。 乙同学认为上述方案不合理，理由是 。小组同学取少量反应后的溶液，滴加溶液，产生蓝色沉淀，证明有生成。 （3）探究实验I中溶液颜色变为红色的原因。 已知：、 分析的水溶液中粒子的组成，推测与溶液中某种含价硫元素的粒子形成了红色物质，进行如下实验。 序号 实验 试剂a 现象 II 的水溶液 溶液变红 III 溶液 溶液变红，且红色比Ⅱ的深 IV 溶液 溶液变红，且红色比Ⅲ的深 与 直接作用是I中溶液变红的主要原因，实验证据是 。 （4）进一步探究与的反应。 实验V：向溶液中滴加溶液，溶液由黄色变为红色，并析出少量沉淀。至加入溶液后，析出大量橙黄色沉淀，继续加入溶液，沉淀溶解，溶液呈红色。通过下列实验证实橙黄色沉淀中含有和。 白色沉淀是，试剂1是 ，试剂2是 。 （5）综上所述，含价硫元素的物质与溶液的反应与 有关（答一点）。 【答案】（1）还原剂 （2）可以将氧化为，对判断能否氧化造成干扰 （3） 实验IV中溶液的红色比Ⅱ、Ⅲ的深 （4）溶液 溶液（或氯水等） （5）反应物的存在形式、反应物的相对用量等 【分析】具有还原性，含有铁离子，具有氧化性，若和溶液能发生氧化还原反应，则作还原剂； 【解析】（1）根据分析，作还原剂； （2）硝酸具有强氧化性，乙同学认为上述方案不合理，理由是可以将氧化为，对判断能否氧化造成干扰； （3）对比II、III、IV的现象可知：与直接作用是I中溶液变红的主要原因，实验证据是实验IV中溶液的红色比Ⅱ、Ⅲ的深； （4）白色沉淀是，先滴加氯化钡无明显现象说明不含硫酸根，再加氧化剂生成沉淀说明亚硫酸根被氧化成硫酸根，故试剂1是溶液，试剂2是溶液（或氯水等）； （5）综上所述，根据5组实验，含价硫元素的物质与溶液的反应与反应物的存在形式、反应物的相对用量等有关。 考向1 硅及其化合物 1．（2023-2024北京房山期末）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 选项 事实 推测 A Na 与 Cl形成离子键， Al与 Cl形成共价键 Si 与 Cl形成共价键 B Mg与冷水较难反应， Ca与冷水较易反应 Be(铍)与冷水更难反应 C Si 是半导体材料， 同族的 Ge 是半导体材料 IVA 族元素均是半导体材料 D HCl在1500℃时分解， HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 【答案】C 【解析】A．Na、Al、Si位于同一周期，其金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强。根据Na与Cl形成离子键，Al与Cl形成共价键，可以推测Si与Cl形成共价键，A合理； B．Be、Mg、Ca位于同一主族，其金属性逐渐增强单质的还原性依次增强。根据Mg与冷水较难反应、Ca与冷水较易反应，可以推测Be(铍)与冷水更难反应，B合理； C．硅和锗位于金属与非金属的分界线附近，这样的元素既有一定的非金属性又有一定的金属性，可在这附近找到半导体材料。Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料。ⅣA族的其他元素距分界线较远，其单质不是半导体材料，如金刚石不导电，锡和铅是金属导体，C不合理。 D．Cl、Br、I位于同一主族，其非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱。根据HCl在1500 ℃时分解、HI在230℃时分解，可以推测HBr的分解温度介于二者之间，D合理； 本题选C。 2．（2023-2024北京二中期末）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。 已知：非金属性： 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热 B．Ⅱ中主要反应有：、 C．为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气 D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性 【答案】D 【分析】I中发生的反应有：、；Ⅱ中MgO、Mg2Si与盐酸反应。 【解析】A．因为与镁反应需要能量，所以I中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热，A正确； B．因为硅与盐酸不反应，所以Ⅱ中主要反应有：、，B正确； C．因为容易自燃，所以为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气，C正确； D．因为非金属性：，所以中硅元素为+4价，而中硅元素为-4价，所以在中，含硅元素的物质体现还原性，D错误； 故答案选D。 3．（2023-2024北京丰台期末）元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。如图是元素周期表的一部分。 （1）依据周期表完成下列推断。 ①在周期表中的位置是 ，元素的原子结构示意图为 。 ②三种元素的原子半径从大到小排序为 (用元素符号示)。 ③用电子式表示与形成化合物的过程 。 ④如图周期表中金属性最强的元素为 (填元素符号)。 （2）某小组同学研究C和元素非金属性的强弱。 ①预测非金属性：C (填“”或“”)，请从原子结构角度解释原因 。 ②设计实验方案如图所示，该方案的原理是：通过比较 判断C和的非金属性强弱。 ③有同学认为该实验不能达到目的，改进的方案是 。 （3）长周期金属元素锗和铅位于第族。 已知：ⅰ 锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近 ⅱ 锗与稀硫酸不反应 ⅲ 铅与稀硫酸反应：，一段时间后反应停止。 ①预测锗单质的一种用途是 。 ②下列推测合理的是 (填字母序号)。 .两种元素失电子能力： .两种元素可能存在价和价的氧化物 .两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性： ③从反应速率的角度分析一段时间后铅与稀硫酸反应停止的原因是 。 【答案】（1）第2周期VA族 Na>N>O K （2）> C和位于同一主族，核电荷数，电子层数，原子半径Si>C或原子核对最外层电子吸引力）得电子能力 最高价氧化物对应水化物的酸性： 将稀盐酸更换为稀硫酸或在锥形瓶与烧杯之间增加一个盛放饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶 （3）作半导体材料 bc 铅与稀硫酸反应生成硫酸铅沉淀，覆盖在铅表面，阻碍铅与稀硫酸接触 【分析】根据元素在周期表中的位置，X是N元素、Y是O元素、Z是Na元素、W是K元素、M是Cl元素。 【解析】（1） ①X是N元素，在周期表中的位置是第2周期VA族；Y是O元素，原子结构示意图为。 ②电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，N、O、Na三种元素的原子半径从大到小排序为Na>N>O。 ③NaCl是离子化合物，用电子式表示NaCL形成化合物的过程为。 ④同周期元素从左到右金属性减弱，同主族元素从上到下金属性增强，如图周期表中金属性最强的元素为K。 （2）①C和位于同一主族，核电荷数，电子层数，原子半径Si>C，得电子能力，所以非金属性C>。 ②元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，该方案是通过比较最高价氧化物对应水化物的酸性判断C和的非金属性强弱。 ③锥形瓶排出的气体中含有二氧化碳和氯化氢，氯化氢和二氧化碳都能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，所以该实验不能达到目的，改进的方案是：将稀盐酸更换为稀硫酸或在锥形瓶与烧杯之间增加一个盛放饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。 （3）①锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是作半导体材料。 ②a．同主族元素从上到下，半径增大，失电子能力增强，两种元素失电子能力：，故a错误； b．两种元素最外层有4个电子，最高价为+4价，可能存在价和价的氧化物，故b正确； c．同主族元素从上到下，金属性增强，最高价氧化物的水化物碱性增强，两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性：，故c正确； 选bc。 ③铅与稀硫酸反应生成硫酸铅沉淀，覆盖在铅表面，阻碍铅与稀硫酸接触，所以一段时间后铅与稀硫酸反应停止。 考向2 氯及其化合物 1．（2023-2024北京二中期末）下列解释工业生产或应用的化学用语中，不正确的是 A．氯碱工业中制备氯气： B．工业制硫酸的主要反应之一： C．氨氧化法制硝酸的主要反应之一、 D．利用葡萄糖在酶的催化下转变为乙醇： 【答案】A 【解析】A．氯碱工业中通过电解饱和食盐水制备氯气：，A错误； B．工业制硫酸的主要反应之一是将二氧化硫转化为三氧化硫，反应为，B正确； C．氨氧化法制硝酸的主要反应之一是将氨气在催化剂作用下与氧气反应转化为一氧化氮和水，反应为，C正确； D．葡萄糖在酶的催化下可以生成乙醇和二氧化碳，反应为，D正确； 答案选A。 2．（2023-2024北京西城期末）除去粗盐水中含有的、和的过程如下： Ⅰ．向粗盐求中加入过量的试剂a，过滤； Ⅱ．向I中所得的滤液中加入过量的溶液，过滤； Ⅲ．向Ⅱ中所得的滤液中加入过量的溶液，过滤； IV．将Ⅲ中所得的滤液用盐酸调节，得盐水。 已知：时，部分物质的溶解度如下表： 物质 溶解度/g （1）I中所加试剂a可以是 。 （2）Ⅱ的目的是除去粗盐水中的。 ①检验沉淀完全的方法是：加入过量的溶液后， （填操作和现象）。 ②选用溶液而不选用溶液，运用表中数据解释原因： 。 （3）Ⅲ中反应的离子方程式是、 。 （4）Ⅳ中加入盐酸后溶液中发生反应的离子方程式是 和 。 【答案】（1）溶液 （2）向上层清液中继续滴加溶液，若不出现浑浊，说明已沉淀完全 的溶解度比的溶解度小得多，溶液可将沉淀得更完全 （3） （4） 【分析】粗盐提纯过程中向粗盐水中加入过量溶液，将变成沉淀，过滤，向所得滤液中加入过量溶液，生成，除去过滤，再加入，除去以及过量的，过滤，滤液用盐酸调节pH，除去过量的氢氧化钠以及碳酸钠，得到精制盐水。 【解析】（1）根据分析可知，试剂a为溶液，故答案为：溶液； （2）①检验沉淀完全的方法是：加入过量的溶液后，向上层清液中继续滴加溶液，若不出现浑浊，说明已沉淀完全，故答案为：向上层清液中继续滴加溶液，若不出现浑浊，说明已沉淀完全； ②选用溶液而不选用溶液原因是：的溶解度比的溶解度小得多，溶液可将沉淀得更完全，故答案为：的溶解度比的溶解度小得多，溶液可将沉淀得更完全； （3）Ⅲ中加入，除去以及过量的，故离子方程式为，故答案为：； （4）加入盐酸，除去过量的溶液以及溶液，离子反应为、，故答案为：、。 考向3 氮及其化合物 1．（2023-2024北京昌平区期末）下图为合成氨反应的催化历程示意图。 下列说法中，不正确的是 A．属于共价化合物 B．过程②吸收能量，过程③放出能量 C．反应过程中有非极性键断裂，有极性键形成 D．标准状况下，生成22.4L时转移电子数约为 【答案】D 【解析】A．1个分子中，只存在三个N-H键，则NH3属于共价化合物，A正确； B．过程②中断裂N≡N键和H-H键，需要吸收能量，过程③中形成N-H键，能够放出能量，B正确； C．反应过程中，断裂的N≡N键、H-H键都为非极性键，形成的N-H键为极性键，C正确； D．标准状况下，生成22.4L的物质的量为1mol，N元素从0价降低到-3价，转移电子数约为，D错误； 故选D。 2．（2023-2024北京二中期末）一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 【答案】B 【解析】A．过程发生的反应为Cu和稀HNO3的反应离子方程式为3Cu＋2＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故A正确； B．随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中c(HNO3)应比原硝酸浓度减小，不会增大，故B错误； C．加入NO2后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化剂，故C正确； D．反应停止后，再抽入空气，空气中的氧气能与一氧化氮,水继续反应生成硝酸，可继续溶解铜，故D正确； 故选B。 3．（2023-2024北京西城期末）实验小组探究溶液与以及铵盐溶液的反应。 已知：i．为棕黑色，接近无色 ii．溶液的越小，溶液的越大 实验 序号 试剂a 实验现象 试剂a 溶液 I 溶液 紫色略变浅，试管底部有少量的棕黑色沉淀 II 硫酸酸化的 溶液 紫色变浅 III 硫酸酸化的 溶液 紫色褪去 IV 氨水 紫色变浅，试管底部棕黑色沉淀的量比I中的多 V 溶液 无明显变化 下列说法不正确的是 A．由I、II可知，酸性越强，越有利于氧化 B．由II、III可知，浓度减小，其还原性增强 C．V的目的是排除还原的干扰 D．由I、IV、V可知，与相比，更易还原 【答案】B 【解析】A．由I、II可知，酸性越强，紫色褪色越明显，说明酸性越强，越有利于氧化，A正确； B．II实验使用的溶液为等pH的溶液，而III实验使用的溶液为等pH的溶液，铵根离子浓度不相同的同时，III实验中还有非单一变量氯离子的干扰，不能认为浓度减小，其还原性增强，应考虑氯离子的还原作用，B错误； C．对比实验IV和V，V选择等pH的强碱溶液，目的是排除还原的干扰，C正确； D．由I、IV、V可知，实验IV试管底部棕黑色沉淀的量比I中的多，说明与相比，更易还原，D正确。 故选B。 4．（2023-2024北京朝阳期末）是一种重要的化工原料。 Ⅰ.实验室常用下图所示装置制取(尾气处理装置略)。 （1）A中反应的化学方程式是 。 （2）B中碱石灰(主要成分为CaO和NaOH)的作用是 。 （3）将C中氨气收集装置的导管补充完整 。 Ⅱ.一种利用MgO热分解的工艺，在制取同时生成。 （4）写出反应的化学方程式： 。 （5）相同投料比、相同反应时间、不同反应温度，固态物质中氮元素质量分数与氯元素收率的结果如下。 已知： ①氮元素质量分数的测定方法如下。 ⅰ.试剂X与操作a分别是 、 。 ⅱ.用离子方程式表示溶液的作用 。 ②，氯元素收率随反应温度的升高而降低，分析原因： ⅰ.不稳定，时分解产生HCl。 ⅱ.分解速率过快，来不及与MgO反应，产生HCl逸出体系。 设计实验方案，证明原因ⅰ成立： 。 ③不考虑其他反应，分析时固体的成分及其物质的量之比： 。 【答案】（1） （2）干燥 （3） （4） （5）浓NaOH溶液 蒸馏 取少量固体于试管中，加热至，将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红，证明原因ⅰ成立 【分析】实验室用氯化铵和氢氧化钙制取氨气，再用碱石灰干燥氨气，根据氨气密度比空气小，采用导管短进长出的收集装置。 【解析】（1）A中用氯化铵和氢氧化钙制取氨气，反应的化学方程式是：； （2）B中碱石灰的作用是：干燥； （3）根据氨气密度比空气小，采用导管短进长出的收集装置： （4）根据原子守恒，反应的化学方程式：； （5）因为与浓NaOH溶液生成氨气，再通过蒸馏得到氨气，则试剂X与操作a分别是浓NaOH溶液、蒸馏；硫酸与氨气反应生成硫酸铵，离子方程式是：；原因ⅰ是不稳定，时分解产生HCl，设计实验方案是：取少量固体于试管中，加热至，将湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红，证明原因ⅰ成立；设开始投料mol，因为时，氯元素收率是75%，则根据知，生成0.75mol，剩余0.25mol，则时固体的成分及其物质的量之比：。 5．（2023-2024北京朝阳期末）小组同学用淀粉碘化钾试纸检验气体，过程如下。 实验操作 实验现象 实验Ⅰ 将用水润湿的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸迅速变蓝 实验Ⅱ 将干燥的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸无明显变化，较长时间后稍变蓝 实验Ⅲ 将用乙醇润湿的淀粉碘化钾试纸靠近气体 试纸迅速变黄 （1）对Ⅰ中试纸迅速变蓝的原因作出如下假设。 ①假设a：中N的化合价为 ，在水的作用下将KI氧化。 ②假设b：与水反应 (用化学方程式表示)，产生的氧化KI。 ③假设c：空气中存在，在酸性条件下氧化KI，离子方程式为 。 （2）探究假设b、c是否成立。 实验Ⅳ：将 (填试剂)滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸无明显变化。 得出结论：假设b、c不是Ⅰ中试纸迅速变蓝的主要原因。 （3）探究假设a是否成立。 资料：ⅰ.与水反应生成，有强氧化性。 ⅱ.(淡黄色)微溶于水，AgI(黄色)、(棕黑色)难溶于水。 实验Ⅴ： ①证实与水反应生成的证据是 。 ②写出与水反应生成的化学方程式： 。 小组同学认为Ⅰ中试纸迅速变蓝的可能原因有：与水反应生成的迅速氧化KI；水作溶剂增大氧化KI的速率。 （4）结合乙醇的性质，分析Ⅲ中试纸迅速变黄(经检测含有)的可能原因： 。 【答案】（1） （2）pH与I相同的硝酸 （3）加入稀硫酸和淀粉后，溶液迅速变蓝 （4）有还原性，有氧化性，两者反应生成的迅速氧化KI;是有机溶剂，能溶解多种有机物和无机物，增大氧化KI的速率 【分析】NO2与水反应生成具有强氧化性的HNO3与NO或生成HNO2,，用淀粉碘化钾溶液进行检验，以此分析； 【解析】（1）①NO2中N的化合价为+4； 故答案为：+4； ②NO2与水反应生成具有强氧化性的HNO3，HNO3与KI生成碘单质； 故答案为：； ③KI具有还原性，与氧气反应生成碘单质，； 故答案为：； （2）b中NO2与水反应生成具有强氧化性的HNO3，故将pH与I相同的硝酸滴在淀粉碘化钾试纸上； 故答案为：pH与I相同的硝酸； （3）①NO2与水反应生成具有强氧化性的HNO2，与碘离子反应生成碘单质，遇到淀粉溶液变蓝； 故答案为：加入稀硫酸和淀粉后，溶液迅速变蓝； ②NO2与水反应生成具有强氧化性的HNO2，； 故答案为：； （4）C2H5OH有还原性，NO2有氧化性，两者反应生成的HNO2迅速氧化KI；C2H5OH是有机溶剂，能溶解多种有机物和无机物，增大NO2氧化KI的速率； 故答案为：C2H5OH有还原性，NO2有氧化性，两者反应生成的HNO2迅速氧化KI；C2H5OH是有机溶剂，能溶解多种有机物和无机物，增大NO2氧化KI的速率。 6．（2023-2024北京大兴期末）某化学学习小组探究浓度对硝酸氧化能力的影响。 ．该小组同学通过对比NO通入浓、稀硝酸的现象，比较浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，实验装置如下图所示(夹持仪器已略去，气密性已检查)。 资料：i．NaOH溶液能吸收NO2，但不能吸收NO。 ii．NO2溶于水的过程产生HNO2(亚硝酸)。 iii．HNO2(亚硝酸)：无色易溶于水的弱酸，不稳定，可由亚硝酸盐与强酸反应制得。 请按要求回答下列问题： （1）装置a的名称是 。 （2）写出装置①中反应的离子反应方程式 。 （3）滴加浓硝酸前需先通入N2，目的是 。 （4）NaOH溶液的作用是吸收尾气，补全该反应的化学方程式： 。 NaOH＋___________=___________＋NaNO2＋H2O （5）滴加浓硝酸后，出现 现象，可得出结论：浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 ．实验结束后，该小组同学将装置①中的绿色溶液加水稀释后得到蓝色溶液A[其中的c(HNO3)=3mol·L−1]，发现在室温下，向溶液A加铜片立即产生气泡，而相同条件下，3 mol·L−1稀硝酸(溶液B)中加铜片短时间内无明显变化，一段时间后才产生气泡。针对这一现象，该小组同学又进一步研究。 （6）该小组同学推测Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因是溶液中溶解了生成的气体所致，分析加水稀释过程溶液变为蓝色的原因 (用化学方程式表示)。 （7）探究溶液A与铜片立即产生气泡，而相同条件下，3 mol·L−1稀硝酸(溶液B)遇铜片短时间内无明显变化的原因。 ①小组同学提出假设：HNO2对该反应有催化作用。通过实验验证了该假设，实验方案是：向盛有铜片的B溶液中 (填实验操作和现象)。 ②催化剂能够加快化学反应速率的原因是：改变反应历程，先参加反应，后又生成，反应前后催化剂的质量和性质不发生改变。由此同学们推测Cu与稀硝酸反应中HNO2起催化作用的过程如下： i． (用离子方程式表示)。 ii．NO+2NO+H++H2O=3HNO2。 【答案】（1）分液漏斗 （2）Cu+2＋4H+＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O （3）赶尽O2，防止NO被氧化为NO2 （4）2NaOH + 2NO2＝NaNO3＋NaNO2＋H2O （5）装置③中液面上方会产生红棕色气体，装置④中液面上方为无色气体 （6）3NO2+H2O＝2HNO3+NO （7）加入少量亚硝酸钠，溶液B中铜片上立即产生气泡 2H++Cu+2HNO2＝Cu2++2NO↑+2H2O 【分析】装置①浓硝酸和铜反应，装置②利用二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，将铜和浓硝酸反应生成的二氧化氮转化为一氧化氮，装置④盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO，装置③中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置③液面的上方会产生红棕色气体，装置⑥是收集NO，装置⑤中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气，以此解答该题。 【解析】（1）装置a的名称是分液漏斗。 （2）根据以上分析可知装置①中反应的离子反应方程式为Cu+2＋4H+＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O。 （3）装置中含有空气，所以滴加浓硝酸前需先通入N2的目的是赶尽O2，防止NO被氧化为NO2。 （4）NaOH溶液的作用是吸收尾气，反应中二氧化氮既是氧化剂也是还原剂，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，该反应的化学方程式为2NaOH + 2NO2＝NaNO3＋NaNO2＋H2O。 （5）根据以上分析可知滴加浓硝酸后，出现装置③中液面上方会产生红棕色气体，装置④中液面上方为无色气体现象，可得出结论：浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 （6）由于二氧化氮能与水反应生成硝酸和NO，所以加水稀释过程溶液变为蓝色的原因是因为二氧化氮和水反应，方程式为3NO2+H2O＝2HNO3+NO。 （7）①如果HNO2对该反应有催化作用，可以向溶液中加入含有亚硝酸根离子的可溶性盐，即实验方案是：向盛有铜片的B溶液中加入少量亚硝酸钠，溶液B中铜片上立即产生气泡。 ②由于反应前后催化剂的质量和性质不发生改变，且催化剂先参加反应，后又生成，所以若Cu与稀硝酸反应中HNO2起催化作用，由于反应ii中产生亚硝酸，则反应i中一定会消耗亚硝酸，所以反应的离子方程式为2H++Cu+2HNO2＝Cu2++2NO↑+2H2O。 7．（2023-2024北京房山期末）某同学在探究铜丝与 反应的反应速率变化的原因。反应体系温度(T)-时间(t)变化曲线如下图1，生成的NO体积(V)-时间(t)变化曲线如下图2实验过程中观察到溶液由反应最初的蓝色变为绿色，最终变为深蓝色。 资料：i．已知是弱酸，不稳定，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ii．在水溶液中以存在时溶液显蓝色，以存在时显绿色。 iii．(淡黄色)。 （1）根据图1 可知， Cu 与稀HNO3的反应是 (选“吸热”或“放热” ) 反应，该反应的离子方程式是 。 （2）为探究溶液颜色变化的原因进行如下实验。取上述实验初期(A)、中期(B)、后期(C)三个不同时间段的溶液各1mL，分别加入相同浓度的溶液和相同浓度的AgNO3溶液。 实验内容 A 溶液(蓝色) B 溶液(绿色) C 溶液(深蓝色) 滴加溶液 滴入5 滴后不再褪色 滴入20滴后仍褪色 滴入10滴后不褪色 滴加 AgNO3溶液 无明显现象 淡黄色沉淀 淡黄色沉淀 ① 依据上述实验现象，能证明A、B、C溶液中一定含有的阴离子是 (用化学式表示)。 ② 若将A、B、C三种溶液加热一段时间，冷却后，再滴加液，溶液均不褪色，原因是 。 ③ 请从粒子种类和浓度变化的角度解释铜与稀硝酸反应过程中，溶液由反应最初的蓝色变为绿色，最终变为深蓝色的原因是 。 （3）依据图2，在200分钟时，反应速率突然加快，推测其原因可能是由引起的，请设计实验方案加以证明： 。 【答案】（1）放热 （2） HNO2不稳定受热分解(或加热过程中被氧气等物质氧化) 反应开始时，生成的HNO2(或)较少， Cu2+与H2O 形成而呈蓝色；随着反应的进行，不断增大，Cu2+与形成而呈绿色；反应到最后阶段，由于HNO2不稳定而分解(或被氧化)，Cu2+又与H2O 形成且由于生成Cu2+的越来越多， c{[Cu(H2O)4]2+}增大：蓝色加深。 （3）将铜丝插入 溶液中，无明显现象，加入少量，体系反应速率明显加快，说明加快了该反应的速率 【分析】（2）反应开始时，生成的HNO2(或)较少， Cu2+与H2O 形成[Cu(H2O)4]2+而呈蓝色；随着反应的进行，c()不断增大，Cu2+与形成[Cu(NO2)x]2-x而呈绿色；反应到最后阶段，由于HNO2不稳定而分解(或被氧化)，Cu2+又与H2O 形成[Cu(H2O)4]2+且由于生成Cu2+的越来越多，c{[Cu(H2O)4]2+}增大，蓝色加深。 【解析】（1）由图1可知，随着反应的进行，体系温度升高，说明Cu与稀HNO3的反应是放热反应；Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O。 （2）①HNO2能使酸性KMnO4溶液褪色，结合A、B、C溶液都能使酸性KMnO4溶液褪色可知，A、B、C溶液中一定含有的阴离子是； ②根据实验现象和资料分析，A、B、C溶液中一定含有的粒子是HNO2(或)，已知HNO2是弱酸，不稳定，能使酸性KMnO4溶液褪色；若将A、B、C三种溶液加热一段时间后，由于HNO2受热分解或加热过程中被氧气等物质氧化，冷却后，再滴加KMnO4(H+)液，溶液均不褪色； ③从粒子种类和浓度变化的角度解释铜与稀硝酸反应过程中，溶液由反应最初的蓝色变为绿色，最终变为深蓝色的原因是：反应开始时，生成的HNO2(或)较少， Cu2+与H2O 形成[Cu(H2O)4]2+而呈蓝色；随着反应的进行，c()不断增大，Cu2+与形成[Cu(NO2)x]2-x而呈绿色；反应到最后阶段，由于HNO2不稳定而分解(或被氧化)，Cu2+又与H2O 形成[Cu(H2O)4]2+且由于生成Cu2+的越来越多，c{[Cu(H2O)4]2+}增大，蓝色加深。 （3）采用控制变量法设计实验方案，探究对Cu与稀硝酸反应速率的影响，实验方案为：将铜丝插入1.35mol/LHNO3溶液中，无明显现象，加入少量NaNO2，体系反应速率明显加快，说明加快了该反应的速率。 8．（2023-2024北京清华附中期末）铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色，小组同学探究其成因。 （1）铜片溶解的离子方程式为 。 【初步实验】 甲同学提出猜想：溶液呈现鲜草绿色仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，进行实验1-1及1-2予以验证。 编号 通入气体及流速 现象 1-1 N2，VL/min 溢出红棕色气体，25min后溶液变成蓝色 1-2 O2，VL/min 溢出红棕色气体，5min后溶液变成蓝色 （2）乙同学根据以上2个实验现象证明甲同学猜想不成立，理由是 。 【深入研究】 分别向三支试管内依次加入下列试剂后，同时插入铜丝并记录实验现象，如下表。 编号 浓硝酸/mL 蒸馏水/滴 30%H2O2/滴 4mol/L尿素溶液/滴 现象 2-1 1 3 0 0 快速反应，异常剧烈，溶液鲜草绿色 2-2 1 0 3 0 反应较慢，溶液为蓝色，无绿色出现 2-3 1 0 0 3 反应较慢，溶液为蓝色。无绿色出现 已知：①尿素的化学式为，其中C的化合价为+4价 ②该条件下，浓硝酸与尿素溶液不反应 ③金属和浓硝酸反应过程中有HNO2生成，可大大加快金属与浓硝酸反应的速率。 其原理为： 第一步： 第二步：Cu+ 第三步： （3）补全上述原理的第二步反应，对应的离子反应方程式为： 。 （4）因为发生如下化学反应，因此实验2-3中反应速率较慢。 ___________CO(NH2)2+_________________________________+___________ 上述实验可以说明反应过程中的HNO2对反应速率有一定影响。 丙同学设计实验3，能证明反应混合液的鲜草绿色也与HNO2也有关。 （5）实验3：向一支试管内加入5滴稀H2SO4，加入NaNO2溶液振荡后，再滴加 (填化学式)溶液，观察到溶液变为鲜草绿色。 （6）解释实验1-1和1-2的现象差异 。 【答案】（1） （2）相同气体流速下，溶液变为蓝色所用时间不同 （3） （4） （5）CuSO4 （6）实验1-2中，氧气将产生的 HNO2氧化，因此鲜草绿色较快消失 【分析】本实验探究铜片与浓硝酸反应后溶液呈现鲜草绿色的原因，采用控制变量法，通过对比实验，利用硝酸、蒸馏水、双氧水、尿素等设计不同介质条件下铜与之反应的现象进行分析，最后得出结论，溶液呈鲜草绿色与HNO2有关。 【解析】（1） 铜片与浓硝酸发生氧化还原反应，产物为二氧化氮，硝酸铜和水，离子方程式为，故答案为：； （2）由题意知，相同气体流速下，实验1-1、1-2中溶液变为蓝色所用时间不同，所以不仅仅是因为气体溶解后，溶液颜色和气体颜色叠加形成鲜草绿色，还有其他方面的原因，证明甲同学猜想不成立，故答案为：相同气体流速下，溶液变为蓝色所用时间不同； （3）已知总反应为，用总反应减去第一步反应，再减去第三步反应，可得到第二步反应，故答案为： （4）由已知信息①可知中C的化合价为+4，则N 的化合价为-3, 反应后产物为N2，则N的化合价升高了3价；由题意可知，HNO2参与反应生成氮气，HNO2中N的化合价降低3，结合原子守恒配平该反应的化学方程式为，故答案为： （5）向一支试管内加入5滴稀H2SO4，加入NaNO2溶液，溶液振荡后产生 HNO2，再加入 Cu2+溶液，若溶液变为鲜草绿色，则能证明反应混合液的鲜草绿色与HNO2有关，故需要加入CuSO4溶液，故答案为：CuSO4； （6）实验1-1和1-2的现象存在差异，原因是实验1-2中，氧气将产生的 HNO2氧化，因此鲜草绿色较快消失，故答案为：实验1-2中，氧气将产生的 HNO2氧化，因此鲜草绿色较快消失。 9．（2023-2024北京牛栏山一中期末）Ⅰ． 某研究小组欲制备少量纯净氨气并探究氨气的性质，进行了如下实验： （1）图1所示装置中，可做氨气制备装置的是 (填序号)。反应的化学方程式是 。 （2）图2中方框内为气体收集装置，请将方框内装置补充完整 。 （3）小陈同学设计了如图3所示装置进行尾气处理，小申同学认为该装置设计不合理，理由是 。 （4）相同条件下，相对分子质量小的气体，运动速率较快。图4中，玻璃管内可观察到的现象是 。 Ⅱ． 氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。该研究小组查阅相关资料，了解到某工厂制硝酸的流程如下图所示： （5）上述转化中，属于氮的固定的是 (填“i”、“ii”或“iii”)。 （6）“氧化炉”中发生反应的化学方程式为 。 （7）吸收塔中，发生的反应为4NO + 3O2 +2H2O = 4HNO3，若用Va mL x mol·L-1的稀硝酸作为吸收液，反应后得到Vb mL y mol·L-1的浓硝酸，则理论上吸收装置中需消耗的O2的物质的量为 mol(写出计算式)。 （8）“吸收塔”排出的尾气中仍会含有少量的NO、NO2等氮氧化物，为消除它们对环境的影响，通常用纯碱(Na2CO3)溶液吸收NO2气体，亚硝酸钠(NaNO2)为产物之一，反应无O2生成，其相应的离子方程式为 。 【答案】（1）a （2） （3）倒置漏斗应该刚和液面接触，起到防倒吸作用 （4）管中靠近B处位置出现白烟 （5）i （6） （7） （8） 【分析】Ⅰ．NH4Cl与熟石灰反应制取NH3，碱石灰干燥氨气，用向下排空气法收集氨气，图3吸收多余氨气，防止污染空气。 Ⅱ．氮气和氢气在合成塔中反应生成氨气，氨气和氧气在氧化炉中反应生成NO，在吸收塔中NO和氧气、水反应生成HNO3。 【解析】（1）加热NH4Cl与熟石灰的混合物生成氨气：，而氯化铵分解生成氯化氢和氨气遇冷又生成氯化铵，不合适制取氨气，故选a； （2） NH3的密度比空气小，所以用向上排气法收集，气体应该长进短出，故为：； （3）图3所示装置进行尾气处理，氨气极易溶于水，应该存在防倒吸设置，故倒置漏斗应该刚和液面接触，起到防倒吸作用，其深入液面以下，不能防止倒吸； （4）氨气分子相对分子质量小于氯化氢，则在管中靠近B处位置出现白烟； （5）氮的固定为游离态氮转化为化合态氮，故属于氮的固定的是：i； （6）“氧化炉”中发生反应为氨气和氧气催化氧化生成NO和水，化学方程式为：； （7）反应生成的硝酸为(Vb ×10-3L× y mol·L-1- Va×10-3L× x mol·L-1)= (Vby- Va x) ×10-3mol，结合反应方程式4NO + 3O2 +2H2O = 4HNO3可知，理论上吸收装置中需消耗的O2的物质的量为； （8）用纯碱(Na2CO3)溶液吸收NO2气体，亚硝酸钠(NaNO2)为产物之一，反应无O2生成，则结合电子守恒可知，还有部分二氧化氮中氮化合价升高转化为硝酸钠，其相应的离子方程式为：。 10．（2023-2024北京通州期末）如图为铜与稀硝酸反应的有关性质实验。实验步骤如下： ①按照如图装置连接好仪器，关闭所有止水夹。检查装置的气密性。 ②在装置A的烧杯中加入30％的氢氧化钠溶液。 ③在装置C的U形管中加入4.0mol/L的硝酸，排除U形管左端管内空气。塞紧连接铜丝的胶塞。打开止水夹，反应进行一段时间。 ④进行适当的操作，使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，气体变为红棕色。 ⑤再通过操作使装置B中的气体进入烧杯A中与氢氧化钠溶液反应。 回答下列问题： （1）装置C中发生反应的离子方程式是 。 （2）装置A上面的导管口末端也可以连接 来代替干燥管，实现同样作用。 （3）加入稀硝酸，排除U形管左端管内空气的操作是 。 （4）步骤④中“使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶”的操作是打开止水夹 ，并用注射器在U形管右端导管口注入空气。 （5）步骤⑤中使“气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应”的操作是 ，尾气中主要有二氧化氮和空气，与氢氧化钠溶液反应只生成一种盐，则反应的离子方程式为 。 【答案】（1） （2）倒置的漏斗 （3）加入硝酸时，不断向左端倾斜U形管 （4）K2、K3（K2、K4；K2、K3、K4均可） （5）打开止水夹K4，关闭止水夹K2，并将洗耳球尖嘴插在止水夹K3处的导管上，打开止水夹K3挤压洗耳球 【分析】按照如图装置连接好仪器，关闭所有止水夹，检查装置的气密性，在装置A中的烧杯中加入30%的氢氧化钠溶液，连接好铜丝，在装置C的U形管中加入4.0 mol/L的硝酸，排除U形管左端管内空气，将铜丝向下移动，在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反应产生气泡，此时打开止水夹K1，U形管左端有无色气体产生，硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触，反应停止；打开止水夹K2、K3（K2、K4；K2、K3、K4均可），使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，气体变为红棕色，然后气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应进行尾气处理。 【解析】（1）装置C中铜与硝酸反应，化学方程式为：，其离子方程式为：，故答案为：； （2）装置A上面的导管口末端也可以连接倒置的漏斗来代替干燥管，其作用都是防止倒吸，故答案为：倒置的漏斗； （3）加入稀硝酸，不断向左端倾斜U形管可以排除U形管左端管内空气，故答案为：加入硝酸时，不断向左端倾斜U形管； （4）要使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中，应打开止水夹K2、K3（K2、K4；K2、K3、K4均可），故答案为：K2、K3（K2、K4；K2、K3、K4均可）； （5）①在尾气处理阶段，要使装置B中的气体进入烧杯A中与氢氧化钠溶液反应，应打开止水夹K4，关闭止水夹K2，并将洗耳球尖嘴插在止水夹K3处的导管上，打开止水夹K3挤压洗耳球，故答案为：打开止水夹K4，关闭止水夹K2，并将洗耳球尖嘴插在止水夹K3处的导管上，打开止水夹K3挤压洗耳球； ②NO2、氧气与NaOH溶液反应生成硝酸钠和水，离子方程式为：，故答案为：。 考向4 硫及其化合物 1．（2023-2024北京二中期末）干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中的常用方法，其原理如图所示。下列说法不正确的是 A．单质硫为黄色固体 B．脱硫反应为 C．该方法中可循环利用的物质是 D．脱硫过程中，增大反应物的接触面积可提高脱硫速率 【答案】C 【解析】A．单质硫为黄色的固体，A正确； B．根据反应原理图可知，脱硫反应时H2S与生成和H2O，化学反应为，B正确； C．该方法中为催化剂，参与脱硫反应，并可循环再生，因此可循环利用的物质是，C错误； D．脱硫过程中，增大反应物的接触面积可以加快反应速率，提高脱硫效率，D正确； 答案选C。 2．（2023-2024北京牛栏山一中期末）科研人员提出了雾霾微粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理，其主要过程示意如下。下列说法错误的是 A．第Ⅱ、Ⅲ阶段总的化学方程式为： B．该过程中NO2为催化剂 C．第Ⅰ阶段每1 mol氧化剂参加反应，转移电子数目为NA D．还原性SO＞HNO2 【答案】B 【解析】A．根据图示可知：在第Ⅱ阶段，、NO2在H2O存在条件反应产生SO3、。在第Ⅲ阶段，SO3结合OH-变为，结合H+变为HNO2，故第Ⅱ、Ⅲ阶段总的化学方程式为：，A正确； B．图示的转化过程，NO2转化为HNO2，N元素的化合价由+4价变为+3价，化合价降低，得电子被还原，作氧化剂，则NO2是生成硫酸盐的氧化剂，B错误； C．过程I中NO2得到电子被还原为，SO失去的电子被氧化为，反应的离子方程式： SO+NO2=+。每有1 mol的氧化剂NO2发生反应，转移1 mol电子，则转移的电子数目为NA，C正确； D．在图示的转化关系中SO失去电子被氧化为，NO2得到电子被还原为HNO2，还原剂的还原性大于还原产物，故还原性：SO＞HNO2，D正确； 故合理选项是B。 3．（2023-2024北京通州期末）矿山、冶炼厂和其他工业装置排放的烟气中也时常含有和，使得脱除工艺和技术复杂化。近年来开发了许多从含氧气体中脱除的新技术。以下介绍的净化工艺都是非苛性碱工艺，该工艺生产高纯度可市售的单质硫。一种工艺流程的构成如图1所示。该流程主要包括催化除氧、加氢和克劳斯反应。 含和的原料气体进入图1所示的工艺流程。采用催化除氧工艺，从加氢工序来的含气体循环进入除氧反应器与氧气发生催化反应。从除氧工序来的无氧工艺气体在硫冷凝器冷却产生蒸汽，并部分回收单质硫。一部分从硫冷凝器出来的气体被送入后续克劳斯反应器。余下的气体进入加氢反应器。加氢反应需要的氢气从外部提供。 从加氢工序来的剩余的冷却后气体最终进入克劳斯反应器。该气流与来自除氧反应器下游硫冷凝器的无氧含气流混合，预热到204.4-226.7℃，然后进入克劳斯反应器。与按克劳斯反应生成单质硫。单质硫由另一硫冷凝装置除去。根据所需要的总硫回收率，冷却后的气流进入另一克劳斯工序或通过焚烧炉、烟囱排放。 将以上工艺流程继续改进后如图2所示。改进工艺的新颖之处在于利用直接硫还原工序以回收硫，因此可显著节省投资和操作成本。从除氧反应工序出来的无氧气体经硫冷凝器冷却回收单质硫。从硫冷凝器出来的气流一部分送入后续加氢反应器，余下的送入直接还原反应器。直接还原反应和加氢工序都需要。因而，这两个工序的进口气流都要接入外部氢源。在直接还原反应器中，和催化还原生成单质硫。从反应器出来的单质硫在硫冷凝器中除去。从硫冷凝器出来的冷却气体通过焚烧炉排放。根据原料情况，克劳斯反应器中部分气体返回到加氢反应器以利于加氢反应的温度控制。 回答下列问题： （1）如果用足量苛性钠溶液脱除，反应的离子方程式为 ，该反应新生成的阴离子，其检验方法是取反应后的少量溶液， ，观察到 即可检出。 （2）1883年，英国化学家克劳斯开发了用硫化氢氧化制硫的方法。图1工艺中克劳斯反应器内发生反应的化学方程式是 。 （3）本题所述的两个工艺都需要接入外部氢源，一种改进的方法是在除氧反应器中通入天然气，用天然气与氧气反应制备氢气。你认为此法会带来的环境问题是 。 （4）根据题中的文字描述，图2中还缺少一条箭头指向的流程步骤，请用笔在图2中添加 。 【答案】（1）SO3+2OH-=+H2O 先加入过量稀盐酸，再加入BaCl2溶液 生成白色沉淀且不溶于稀盐酸 （2）2H2S+SO2=3S+2H2O （3）增加向大气中的碳排放（答案合理即可） （4） 【分析】图1中含SOx和O2的原料气体与加氢反应器中来的含H2S气体在催化除氧反应器中发生催化反应；从除氧工序来的无氧工艺气体在硫冷凝器冷却产生蒸汽，并部分回收单质硫；一部分从硫冷凝器出来的气体被送入后续克劳斯反应器，余下的气体进入加氢反应器；从加氢工序来的剩余的冷却后气体最终进入克劳斯反应器，该气流与来自除氧反应器下游硫冷凝器的无氧含SO2气流混合，预热到204.4-226.7℃，然后进入克劳斯反应器，H2S与SO2按克劳斯反应生成单质硫，单质硫由另一硫冷凝装置除去，冷却后的气流进入另一克劳斯工序或通过焚烧炉、烟囱排放。 改进后的图2与图1相比，从除氧反应工序出来的无氧气体经硫冷凝器冷却回收单质硫；从硫冷凝器出来的气流一部分送入后续加氢反应器，余下的送入直接还原反应器；直接还原反应和加氢工序都需要H2，因而这两个工序的进口气流都要接入外部氢源，在直接还原反应器中，SO2和H2催化还原生成单质硫；从反应器出来的单质硫在硫冷凝器中除去；从硫冷凝器出来的冷却气体通过焚烧炉排放；根据原料情况，克劳斯反应器中部分气体返回到加氢反应器以利于加氢反应的温度控制。 【解析】（1）用足量苛性钠溶液脱除SO3，SO3与足量NaOH溶液反应生成Na2SO4和H2O，反应的离子方程式为SO3+2OH-=+H2O；该反应新生成的阴离子为，检验的方法是：取反应后的少量溶液，先加入过量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，观察到生成白色沉淀且不溶于稀盐酸即可检出； （2）图1工艺中克劳斯反应器内SO2和H2S反应生成S和H2O，反应的化学方程式为SO2+2H2S=3S+2H2O； （3）天然气的主要成分为CH4，CH4与O2反应制备氢气时会生成CO等气体，带来的环境问题是增加向大气中的碳排放； （4）图2题中的文字描述“根据原料情况，克劳斯反应器中部分气体返回到加氢反应器以利于加氢反应的温度控制”，故图2中缺少的一条箭头指向的流程步骤如图。 4．（2023-2024北京朝阳期末）焦亚硫酸钠是常用的食品抗氧化剂之一，由脱水制得。实验室用下图装置制备。 已知：与反应生成沉淀，与盐酸反应生成。 （1）具有 性，可作食品抗氧化剂。 （2）A中产生的化学方程式是 。 （3）B的作用之一是观察的生成速率。试剂X为 (填字母)。 a．蒸馏水        b．饱和溶液 c．饱和溶液        d．饱和NaOH溶液 （4）C中制得的反应有(用化学方程式表示) 、 。 （5）D中NaOH溶液的作用是 。 （6）在保存过程中易变质生成。检验是否变质的实验方案是 (填操作和现象)。 （7）测定样品中的含量。取样品溶于水配成500mL溶液，取25mL该溶液，与碘水恰好完全反应。样品中的质量分数为 (假设杂质不反应)。 已知：。 【答案】（1）还原 （2） （3）c （4） （5）吸收多余的 （6）取少量样品于试管中，先加足量稀盐酸，再加溶液，若产生白色沉淀，说明样品已变质 （7） 【分析】铜与浓硫酸反应生成二氧化硫，SO2与NaHSO3溶液不反应，故装置Ⅱ观察二氧化硫的生成速率，且在饱和NaHSO3溶液中通入二氧化硫，析出晶体，以此分析； 【解析】（1）具中S为+4价，化合价升高生成硫酸根，则其具有还原性； 故答案为：还原； （2）根据分析，A中铜与浓硫酸生成二氧化硫，； 故答案为：； （3）根据分析，装置Ⅱ观察二氧化硫的生成速率，则选择的试剂不与二氧化硫反应，则通入饱和NaHSO3溶液既不与二氧化硫反应； 故答案为：c； （4）NaOH吸收二氧化硫制取NaHSO3，由NaHSO3脱水制得焦亚硫酸钠Na2S2O5，，； 故答案为：、； （5）D中用NaOH吸收过量的二氧化硫进行尾气处理； 故答案为：吸收多余的SO2； （6）其具有还原性，易被氧化为硫酸钠，取少量样品于试管中，先加足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明样品已变质； 故答案为：取少量样品于试管中，先加足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明样品已变质； （7）根据得失电子原理，,25mL该溶液中，溶液浓度为，则500mL溶液中溶质质量为，则样品中的质量分数为； 故答案为：95%。 5．（2023-2024北京101中期末）烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟氧化结合溶液吸收法同时脱除和的过程示意图如下。 （1）气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。 反应 平衡常数(25℃) 活化能/(kJ/mol) 反应a： 　 24.6 反应b：　  3.17 反应c： 　 58.17 ①已知：　 则 。 ②其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内和的转化率均随温度升高而降低，原因是 。 ③其他条件不变，和初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内，和的转化率随的浓度的变化如图。结合数据分析的转化率高于的原因 。 （2）其他条件不变，和初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，与的物质的量之比对和脱除率的影响如图。 ①的浓度很低时，的脱除率超过97%，用化学用语解释原因 。 ②在吸收器中，与反应生成和的离子方程式是 。 ③在吸收器中，随着吸收过程的进行，部分被转化为，反应中和的物质的量之比为1∶1，该反应的离子方程式是 。 【答案】（1） 高于150℃，温度升高，反应的速率增大，减小，反应和的速率减小，导致和的转化率均降低 反应的活化能小于反应，反应的速率大于反应，因此的转化率高于 （2）溶液直接与反应是脱除的主要(文字部分不要求) 【解析】（1）根据盖斯定律，将反应a与反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)合并，列式为ΔH3=（ΔH1+ΔH）÷2=-241.6kJ·mol-1，答案为：-241.6kJ·mol-1 其他条件不变时，高于150℃，在相同时间内SO2和NO的转化率均随温度升高而降低， 原因是高于150℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，反应b和c的速率减小，导致SO2和NO的转化率均降低， 故答案为：高于150℃，温度升高，反应a的速率增大，c(O3)减小，反应b和c的速率减小， 导致SO2和NO的转化率均降低； 由图可知，NO的转化率高于SO2的原因是反应b的活化能小于反应c，反应b的速率大于反应c，因此NO的转化率高于SO2，故答案为：反应b的活化能小于反应c，反应b的速率大于反应c，因此NO的转化率高于SO2 （2）①O3的浓度很低时，(NH4)2SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因，即的脱除率几乎不受O3的浓度的影响，SO2的脱除率超过97%，故答案为：(NH4)2SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因； ②与反应氧化还原反应生成和，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，写出反应的离子方程式是为:2NO2+3+H2O=2++2； ③吸收过程中，部分和发生归中反应生成和H2O，反应中和的物质的量之比为1:1，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，写出反应的离子方程式为:+=N2↑+2H2O。 6．（2023-2024北京101中期末）探究一定浓度H2SO4与卤素离子(Cl-、Br-、I-)的反应。实验如下： （1）a．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀； b．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化。白雾中含有 。 （2）用CuSO4溶液检验iii中气体，产生黑色沉淀CuS，该气体是 。 （3）检验ii中产物： Ⅰ．用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体，试纸变蓝，说明含Br2。 Ⅱ．取ii中部分溶液，用CCl4萃取。CCl4层显棕红色，水层(溶液A)无色。证实溶液A中含SO2，过程如下： ①白色沉淀1的成分是 。 ②生成淡黄色沉淀3的离子方程式是 。 （4）已知：(X=Cl、Br、I)。探究ii中溶液存在Br2、SO2的原因：将ii中溶液用水稀释，溶液明显褪色，推测褪色原因： a．Br2与H2O发生了反应。 b．加水稀释导致溶液颜色变浅。 c．Br2与SO2在溶液中发生了反应。 ①资料：Br2+H2OHBr+HBrO  ，判断a (填“是”或“不是”)主要原因。 ②实验证实b不是主要原因，所用试剂和现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、CCl4、KMnO4溶液 ③原因c成立。稀释前溶液未明显褪色，稀释后明显褪色，试从氧化还原反应规律的角更解释原因 。 （5）实验表明，一定浓度H2SO4氧化Br-、I-，不能氧化Cl-，从原子结构角度说明原因 。 【答案】（1）HCl （2）H2S （3）BaSO3和BaSO4 SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O(或4H++H2SO3+2S2-=3S↓+3H2S 或2S2-+5H2SO3=3S+4+3H2O) （4）不是 取b中稀释后的溶液，加入CCl4充分振荡、静置，下层溶液无色 稀释前硫酸浓度较大，氧化性H2SO4＞Br2；稀释后硫酸浓度较小，氧化性H2SO4＜Br2 （5）Cl、Br、I同主族，核电荷数Cl＜Br(I)，原子半径Cl＜Br(I) (或离子半径比较)，得电子能力Cl＞Br(I)，还原性Cl-＜Br-(I-) 【分析】一定浓度硫酸与NaCl溶液反应产生白雾，可能为HCl或Cl2，实验过程中用硝酸银溶液来检验确定白雾的成分；与NaBr溶液反应产生红棕色气体，可能有Br2产生，可用湿润的淀粉KI试纸检验；与NaI反应产生气体和紫色固体；有I2生成，结合题中信息，猜测有H2S气体产生，用硫酸铜溶液来进行检验；据此解答（1）~（2）； （3）溶液A中含有，用湿润的碘化钾淀粉试纸检测棕红色气体，试纸变蓝，说明含Br2，Br-被氧化，H2SO4被还原，溶液A中可能含有可溶性SO2，向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀，则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡，再加入H2SO4生成白色沉淀和溶液2，溶液2加入Na2S溶液，生成S沉淀，从而证实溶液A中含有SO2，则白色沉淀为BaSO3和BaSO4； （4）①反应Br2+H2OHBr+HBrO，K=4.0×10-9常数比较小，则反应不易发生； ②溴和水的反应是可逆反应，若b是主要原因，则溶液中存在溴单质； ③稀释前硫酸浓度较大，通过本实验可以知道，这个浓度的硫酸可以氧化溴离子变成溴单质； （5）元素的非金属性越强，其阴离子的还原性越弱。 【解析】（1）用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀，说明白雾中可能含有HCl或Cl2；用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化，说明白雾中含有HCl不含有Cl2； （2）将ⅲ中的气体通入CuSO4溶液产生黑色沉淀CuS，说明该气体是H2S，发生反应：CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4，该气体为H2S； （3）①H2SO4与NaBr溶液反应，产生红棕色气体，用溶液A中含有，可能含有易溶性气体SO2。向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀，则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡，溶液A中含有，可能含有SO2；向其中加入Ba(OH)2产生白色沉淀，则沉淀可能是硫酸钡和亚硫酸钡，再加入H2SO4生成白色沉淀和溶液2，溶液2加入Na2S溶液，生成S淡黄色沉淀，从而证实溶液A中含有SO2，则白色沉淀为BaSO3和BaSO4，从而证实溶液A中含有SO2，则白色沉淀为硫酸钡和亚硫酸钡； ②生成黄色沉淀3的离子方程式是：SO2+2S2-+4H+=3S↓+2H2O(或4H++H2SO3+2S2-=3S↓+3H2S或2S2-+5H2SO3=3S↓+4+3H2O)； （4）①已知反应：X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I)，根据资料可知：反应Br2+H2OHBr+HBrO该反应的化学平衡常数K=4.0×10-9＜1.0×10-5，化学平衡常数较小，则反应不易发生，故a不是主要原因； ②溴和水的反应是可逆反应，若b是主要原因，则溶液中存在溴单质，这时加入CCl4萃取，下层CCl4层应该显示棕红色；而取b中稀释后的溶液，加入CCl4充分振荡、静置，下层溶液无色，说明b不是主要原因； ③稀释前硫酸浓度较大，通过本实验可以知道，这个浓度的H2SO4可以氧化Br-变成Br2，物质的氧化性：H2SO4＞Br2；稀释后稀H2SO4主要以H+形式存在，其氧化性较弱，此时物质的氧化性：H2SO4＜Br2由此证明c是主要原因； （5）实验表明，一定浓度H2SO4氧化Br-、I-，不能氧化Cl-。这是由于元素的非金属性越强，其相应的阴离子的还原性越弱。氯原子半径小，氯元素非金属性质强，其阴离子还原性弱，Br(或I) 原子半径大，元素的非金属性弱，其相应的阴离子Br-(I-)的还原性就较强。 7．（2023-2024北京丰台期末）某精选的硫铁矿主要成分为二硫化亚铁(FeS2)和二氧化硅。利用其生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图： （1）接触室中SO2与O2反应，控制反应条件为400℃、催化剂，目的是 。 （2）吸收塔中发生反应的化学方程式为 。 （3）反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有 。 （4）反应釜Ⅱ，当固体X为铁粉时，铁粉的作用有 。 （5）反应釜Ⅱ，当固体X为硫铁矿时，在氧化亚铁硫杆菌催化作用下，溶液a与FeS2发生反应。 ①将离子方程式补充完整： 。 FeS2+ + Fe2+++ ②研究温度对该反应的影响，发现随温度升高反应速率加快，但是当温度高于25℃时，反应速率下降。分析下降的原因是 。 （6）从矿物资源充分利用的角度对该流程进行优化改进，可采取的措施是 。 【答案】（1）加快化学反应速率 （2）SO3+H2O=H2SO4 （3）FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化 （4）将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4 （5）FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+ 温度升高，氧化亚铁硫杆菌活性降低，反应速率下降 （6）煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体，将产生的SO2气体用于制硫酸 【分析】硫铁矿在沸腾炉中高温生成氧化铁与二氧化硫，混合气体为二氧化硫和空气，经过净化器后进入接触室将二氧化硫氧化成三氧化硫，所得混合气体为三氧化硫、二氧化硫、空气等进入吸收塔用98.3%硫酸吸收SO3转化为H2SO4，尾气中含有SO2、空气重新进入接触室，以提高SO2的转化率，沸腾炉中产生的炉渣主要为硫化亚铁、氧化铁、二氧化硅等，在反应釜Ⅰ中加入硫酸溶解，再用氧气氧化可得溶液a，主要成分为硫酸铁，进入反应釜Ⅱ中，向硫酸铁中加入铁粉得硫酸亚铁溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，烧渣用酸溶解后得固体主要成分为二氧化硅和硫，硫经氧化得二氧化硫，可循环利用，据此分析解题。 【解析】（1）已知SO2和O2是一个正反应为放热的可逆反应，故接触室中SO2与O2反应，控制反应条件为400℃、催化剂，目的是加快反应速率，提高生成效率，故答案为：加快反应速率，提高生成效率； （2）由分析可知，吸收塔用98.3%硫酸吸收SO3转化为H2SO4，则吸收塔中发生反应的化学方程式为SO3+H2O=H2SO4，故答案为：SO3+H2O=H2SO4； （3）由分析可知，在反应釜Ⅰ中加入硫酸溶解，再用氧气氧化可得溶液a，则反应釜Ⅰ中固体S产生的原因可能有FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化，故答案为：FeS中-2价硫元素被O2氧化或者被Fe3+氧化； （4）由分析可知，主要成分为硫酸铁的溶液，进入反应釜Ⅱ中，向硫酸铁中加入铁粉得硫酸亚铁溶液，即反应釜Ⅱ，当固体X为铁粉时，铁粉的作用有将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+，消耗过量的H2SO4； （5）反应釜Ⅱ，当固体X为硫铁矿时，。 ①由分析可知，溶液a的主要溶质为Fe2(SO4)3，根据氧化还原反应配平可得，在氧化亚铁硫杆菌催化作用下，溶液a与FeS2发生反应离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+，故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O 14Fe2++2+16H+； ②研究温度对该反应的影响，发现随温度升高反应速率加快，由于本反应使用了氧化亚铁硫杆菌，温度过高该生物催化剂的活性下降，导致温度高于25℃时，反应速率下降，故答案为：温度升高，氧化亚铁硫杆菌活性降低，反应速率下降； （6）由分析可知，烧渣用酸溶解后得固体主要成分为二氧化硅和硫，硫经氧化得二氧化硫，可循环利用，可实现矿物资源充分利用，故答案为：煅烧反应釜Ⅰ中得到的固体，将产生的SO2气体用于制硫酸。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$