内容正文:
专题04 非金属及其化合物
内容概览
考向1 硫及其重要化合物
考向2 氮及其重要化合物
考向3 硅及其重要化合物
考向1硫及其重要化合物
1.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)黄铁矿高温煅烧发生以下反应:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,下列说法不正确的是( )
A.FeS2作还原剂
B.在工业制硫酸中,上述反应在沸腾炉中进行
C.Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物
D.生成4mol SO2转移电子的数目为20NA
【答案】D
【解析】A项,FeS2→Fe2O3,Fe的化合价由+2→+3,化合价升高,FeS2作还原剂,铁元素被氧化,A正确;B项,在工业制硫酸中,黄铁矿需要高温煅烧,故上述反应在沸腾炉(常见的加热设备)中进行,B正确;C项,铁元素和S元素的化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,因此Fe2O3和SO2都既是氧化产物又是还原产物,C正确;D项,O的化合价0→-2,生成4mol SO2消耗氧气5.5mol,转移电子的数目为5.5mol×2e-×2×NA=22NA,D错误;故选D。
2.(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后,待反应混合物冷却,滤去多余的铜,将滤液加水定容到100mL,溶液中SO42-浓度为,则下列说法错误的是( )
A.反应后稀释液中c(CuSO4)为
B.反应中消耗的硫酸为
C.溶解的铜的质量为6.4g
D.生成的SO2在标准状况下的体积为2.24L
【答案】A
【解析】用18.0mol/L的浓硫酸20mL和铜共热发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,按硫元素守恒,实际逸出的二氧化硫为18.0mol/L×0.020L-0.100L×2.6mol/L=0.10mol。A项,实际消耗铜、生成硫酸铜均为0.10mol,则反应后稀释液中c(CuSO4)为1.0mol/L,A错误;B项,反应中消耗的硫酸为2×0.1mol=0.2mol,B正确;C项,溶解的铜的质量为0.10mol×64g/mol=6.4g,C正确;D项,生成的SO2在标准状况下的体积为0.10mol×22.4L/mol=2.24L,D正确;故选A。
3.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下图是部分含硫元素的化合物的“价类二维图”。下列说法不正确的是( )
A.由形成的酸雨含有、
B.实验室可用的浓溶液干燥、
C.由转化为,一定存在氧化还原反应
D.工业上制备的原理可以为
【答案】B
【解析】根据化合价和物质类别可知a为H2S、b为S、c为SO2、d为SO3、e为H2SO3、f为H2SO4、g为亚硫酸盐、h为硫酸盐。A项,由SO2形成的酸雨含有H2SO3、H2SO4,A正确;B项,浓硫酸能氧化H2S,不能用浓硫酸干燥H2S,B错误;C项,S转化为硫酸盐,硫元素的化合价变化,一定存在氧化还原反应,C正确;D项,工业上制备H2SO4的原理可以为S→SO2→SO3→H2SO4,D正确;故选B。
4.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)工业上常用硫黄或黄铁矿为原料来制备硫酸,工业流程如下。
下列说法不正确的是( )
A.步骤①粉碎硫黄或黄铁矿可以增大接触面积,加快反应速率
B.步骤②增大氧气的用量可以提高SO2的利用率
C.工业上常用水吸收SO3制取H2SO4
D.常温下,浓硫酸可以用铁罐存储运输
【答案】C
【解析】黄铁矿粉碎后与空气混合加热,发生氧化还原反应产生Fe2O3、SO2,将SO2与空气混合净化后加热到400-500℃,在V2O5催化下反应产生SO3,SO3被98.3%的浓硫酸吸收后产生H2SO4。A项,步骤①将黄铁矿粉碎的目的是增大接触面积,从而加快反应速率,提高原料的转化率,A正确;B项,步骤②增大氧气的用量可以提高SO2的利用率,使SO2尽可能的转化为SO3,B正确;C项,工业上M常用98.3%的浓硫酸吸收SO3制取H2SO4,C错误;D项,常温下,浓硫酸与铁发生钝化生成致密的氧化膜,故可以用铁罐存储运输浓硫酸,D正确;故选C。
5.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)FeSO4溶液可用于脱除烟气中的有害气体SO2,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.“反应Ⅱ”中还原剂为SO2
B.“反应Ⅰ”的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C.反应一段时间后,溶液中c(FeSO4)不变
D.反应每脱除11.2LSO2消耗O2的体积为5.6L(体积均为标准状况)
【答案】C
【解析】A项,“反应Ⅱ”是硫酸铁和二氧化硫反应生成亚铁离子和硫酸根,二氧化硫中硫化合价升高,则反应还原剂为SO2,故A正确;B项,“反应Ⅰ”是亚铁离子、氧气和氢离子反应生成铁离子和水,其反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故B正确;C项,根据总反应方程式2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,反应一段时间后,水消耗,溶液体积减少,则溶液中c(FeSO4)增大,故C错误;D项,根据总反应方程式2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,反应每脱除11.2LSO2消耗O2的体积为5.6L(体积均为标准状况),故D正确。故选C。
6.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)如图是一个综合处理含SO2尾气的工艺流程。
已知“吸收”步骤和“氧化”步骤发生的反应分别为:
①Fe2(SO4)3+2SO2+2H2O=2Fe2SO4+2H2SO43;
②4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O。
若每步反应都完全,下列说法不正确的是( )
A.“吸收”步骤中Fe2(SO4)3为氧化剂
B.由反应过程可推知氧化性的强弱顺序:O2<Fe3+<SO42-
C.处理(标况下)含SO2体积分数为0.336%的尾气,反应①中转移电子数
D.Fe2(SO4)3溶液在上述流程中可以循环使用
【答案】B
【解析】A项,“吸收”步骤中Fe2(SO4)3的Fe化合价由+3价变为+2价,化合价降低,作氧化剂,A正确;B项,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应①氧化性:Fe3+> SO42-;反应②氧化性:O2>Fe3+,故氧化性强弱为O2>Fe3+>SO42-,B错误;C项,100L(标况下)含SO2体积分数为0.336%的尾气,SO2体积为0.336L(标况下),物质的量为0.015mol,转移电子数为0.015mol×2=0.03mol,C正确;D项,根据流程可知,反应①消耗Fe2(SO4)3,反应②生成Fe2(SO4)3,因此Fe2(SO4)3溶液在上述流程中可以循环使用,D正确;故选B。
7.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)硫元素的单质及其化合物在科学研究、工农业生产、农药的制备与使用等方面具有广泛用途。部分含硫物质间的转化关系如下:
已知:①单质硫有S2、S4、S6、S8、Sn等多种形式,S8主要存在于固体硫单质中,S2主要存在于硫蒸气中;②硫化羰(COS)的结构与二氧化碳分子相似。
请回答:
(1)COS分子的空间结构为 形。
(2)下列说法正确的是___________。
A.自然界中有单质硫存在
B.加热固态硫至转变为硫蒸气属于物理变化
C.一定条件下可发生化学反应:CaO+COS=CaCO2S
D.COS与CO2相似,均不能与O2发生化学反应
(3)绿色农药“石硫合剂”的有效成分为五硫化钙(CaS5)和硫代硫酸钙(CaS2O3),可由单质硫和熟石灰在加热条件下制得,该反应的化学方程式为(反应中单质硫要求用S4表示) 。
(4)S2O常温下是一种无色、不稳定的气体,可由单质硫和氧化铜共热制得,生成。实验室检验气体X的方法是 。S2O常温时分解生成两种含硫的常见物质,请写出该分解反应的化学方程式 。
【答案】(1)直线形
(2)AC
(3)3S4+3Ca(OH)22CaS5+CaS2O3+3H2O
(4)将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热溶液,颜色又恢复 2S2O=3S+SO2
【解析】(1)硫化羰(COS)的结构与二氧化碳分子相似,故COS空间结构为直线形;
(2)A项,自然界有单质硫和硫的化合物的存在,A正确;B项,加热固态硫S8变为硫蒸气S2,S8与S2为同素异形体,为化学变化,B错误;C项,硫化羰(COS)的结构与二氧化碳分子相似,一定条件下可发生化学反应:CaO+COS=CaCO2S,C正确;D项,COS中S为-2价,具有还原性,能与O2发生化学反应,D错误;故选AC;
(3)由(3)题干可知,单质硫与熟石灰在加热条件下反应生成五硫化钙和硫代硫酸钙,反应方程式为3S4+3Ca(OH)22CaS5+CaS2O3+3H2O;
(4)单质硫和氧化铜共热制得,生成,生成3份CuS得到6个电子,生成1份S2O失去2个电子,根据得失电子守恒,则生成一份X失去4个电子,即X中S为+4价,故X气体为SO2,实验室检验SO2的方法为:将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热溶液,颜色又恢复;S2O常温时分解生成两种含硫的常见物质,S元素化合价部分降到0价,部分升到+4价,化学方程式为2S2O=3S+SO2。
8.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)硫酸渣是黄铁矿制备硫酸过程中得到的焙烧渣,主要含Fe2O3、SiO2等,工业上可用硫酸渣生产四氧化三铁。
已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+;FeS2与H2SO4不反应。
请回答:
(1)滤渣的主要成分是 。
(2) Fe3O4溶于足量盐酸的离子方程式为 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.滤液经结晶过滤可得副产品芒硝
C.FeS2可由SO2或铁粉替代
D.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:15
(4)“氧化”的条件为高温,写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1) FeS2、SiO2
(2) Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O
(3)D
(4)6FeCO3+O22Fe3O4+6CO2
【解析】硫酸渣中主要含Fe2O3、SiO2等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加碳酸钠,调节溶液的pH主要是使二价铁沉淀,最后通入O2反应生成四氧化三铁。
(1)由于FeS2与H2SO4不反应,结合上述分析,滤渣的主要成分为FeS2、SiO2;
(2)Fe3O4溶于足量盐酸生成FeCl3、FeCl2和水,离子方程式为Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O;
(3)A项,“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率,故A正确;B项,滤液的主要成分是硫酸钠,经结晶过滤可得副产品芒硝(Na2SO4·10H2O),故B正确;C项,FeS2在反应中作还原剂,可由SO2或铁粉替代,故C正确;D项,“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,15molFe2+只有14mol是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:7,故D错误;故选D;
(4)氧化是氧气将FeCO3氧化为Fe3O4,同时生成CO2,化学方程式为:6FeCO3+O22Fe3O4+6CO2。
考向2氮及其重要化合物
9.(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是( )
A.NH3 B.O2 C.HCl D.CO2
【答案】A
【解析】A项,NH3溶于水生成NH3·H2O,能电离出氢氧根离子,从而使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A正确;B项,O2不与水反应,也不易溶于水,本身为中性物质,不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B错误;C项,HCl易溶于水生成盐酸,电离出氢离子,不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C错误;D项,CO2溶于水生成碳酸,电离出氢离子,不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D错误;故选A。
10.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是( )
A.SO2 B.NH3 C.Cl2 D.CO2
【答案】B
【解析】能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明气体溶于水后显碱性。A项,SO2和水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,使石蕊试液显红色,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A错误;B项,氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;C项,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能使湿润的红色石蕊试纸褪色,C错误;D项,CO2和水反应生成碳酸,溶液显酸性,使石蕊试液显红色,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D错误;故选B。
11.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)侯德榜把氨碱法和合成氨联合起来,创造了联合制碱法。下列说法不正确的是( )
A.受热时碳酸钠比碳酸氢钠更稳定
B.碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都显碱性,均可用作食用碱
C.氨碱法的第一步反应是向CO2的饱和NaCl溶液中通入足量的NH3
D.工业合成氨是最重要的人工固氮途径
【答案】C
【解析】A项,受热时碳酸氢钠易分解,产生碳酸钠,比碳酸钠更不稳定,A项正确;B项,碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都显碱性,食用碱是指有别于工业用碱的纯碱和小苏打,B项正确;项,NH3溶解度比大,故氨碱法第一步是向的饱和NH3溶液中通入足量的CO2,C项错误;D项,最重要的人工固氮途径是工业合成氨,D项正确;故选C。
12.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶液[含有和],且过程中有少量产生。下列说法不正确的是( )
A.钠加入液氨中溶液的导电性增强
B.和示意图可以如右图表示
C.具有强还原性,钠/液氨体系可以还原炔烃、苯等有机物
D.0.2molNa投入液氨中生成0.1molH2时,Na共失去0.2mol电子
【答案】B
【解析】A项,液氨中无自由移动的电子,不导电,加入金属钠后形成了溶剂合电子,可导电,A正确;B.N的电负性大于H,共用电子对偏向于N,氢周围电子云密度低,故溶剂合电子可能结构应为氢原子在里,N原子在外,B错误;C项,具有强还原性,在钠/液氨体系中炔烃、苯等有机物很容易得电子被还原,C正确;D项,Na从0价升高到+1价,失去一个电子,故0.2mol Na投入液氨中生成0.1mol H2时,Na共失去0.2mol电子,D正确;故选B。
13.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)消除氮氧化物有如下3种方法:
①NO2+NO+ 2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+ 2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
②2NO+2CO2CO2+N2
③6NO2+8NH37N2+12H2O
下列说法不正确的是( )
A.氮氧化物会造成酸雨等污染
B.①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物,也可以用氨水代替
C.②③使用催化剂,能加快消除氮氧化物的速率
D.若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数),用方法③处理(标准状况下)这种废气,约需氨气
【答案】D
【解析】A项,氮氧化物以及在大气中发生反应后的生成物溶于雨水生成硝酸,造成酸雨,A正确;B项,①中利用氢氧化钠的碱性,生成硝酸盐和亚硝酸盐,达到消除氮氧化物的目的,氨水呈碱性,可以用来代替氢氧化钠,B正确;C项,使用催化剂,可以降低反应的活化能,从而加快消除氮氧化物的速率,C正确;D项,标准状况下,废气中二氧化氮的物质的量为,根据反应③,消耗氨气的物质的量为,即消耗氨气质量为,D错误;故选D。
14.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器略去).可选试剂:浓硝酸,稀硝酸,蒸馏水,浓硫酸,溶液.
已知:NaOH溶液不与反应,能与NO2反应.
2NO2+ 2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
下列分析不正确的是( )
A.装置①中发生反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
B.装置②③④⑥盛放的试剂依次是蒸馏水、浓硝酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液
C.实验开始前及结束后皆需通CO2一段时间,其目的不同
D.根据实验现象:③中气体仍为无色而④中气体变为红棕色,可得出浓硝酸氧化性强于稀硝酸
【答案】B
【解析】①中发生浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO2和水,通过盛有水的②装置,NO2与水反应生成NO,NO气体通过盛有稀硝酸的装置③,不发生反应,最后用排水法在⑤中收集到NO气体;NO气体通过盛有浓硝酸的装置④,浓硝酸能把NO氧化为NO2,④中气体为红棕色,尾气被盛有NaOH溶液的⑥吸收。A项,装置①中发生浓硝酸与铜反应,生成硝酸铜、NO2和水,反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,A正确;B项,装置②③④⑥盛放的试剂依次是蒸馏水、稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液,B错误;C项,实验开始前皆需通CO2一段时间,目的是排出装置中的氧气,结束后通如CO2目的是排出装置中残留的氮氧化物被收集或者吸收,防止污染空气,二者目的不同,C正确;D项,根据实验现象:③中气体仍为无色而④中气体变为红棕色,说明浓硝酸能把NO氧化为NO2,稀硝酸不能氧化,可得出浓硝酸氧化性强于稀硝酸,D正确;故选B。
15.(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)硝酸是重要的化工原料,工业上制硝酸的历程及硝酸性质如下:
已知:A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的刺激性气味的气体。请回答:
(1)A的化学式 。
(2) NO2→HNO3的化学反应方程式 。
(3)浓硝酸常温能与反应,体现HNO3具有 性。
(4)下列说法正确的是___________。
A.工业合成A,需要高温高压,催化剂
B.、NO2在潮湿大气中不会形成酸雨
C.浓HNO3与反应后的溶液呈绿色,是由于溶有NO2,加入水稀释后变蓝色
D.工业上可用铁或铝制容器装运稀硝酸
【答案】(1)NH3
(2) 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
(3)酸性、氧化
(4)AC
【解析】A为NH3,催化氧化转化为NO,NO转化为NO2,NO2、H2O、O2反应转化为HNO3,HNO3与铜反应转化为硝酸铜。
(1)根据分析可知,A的化学式NH3;
(2)NO2、H2O、O2反应转化为HNO3,化学方程式为:4NO2+O2+2H2O=4HNO3;
(3)浓硝酸常温能与Cu反应,体现HNO3具有酸性和氧化性;
(4)A项,工业合成NH3,需要N2和H2在高温高压,催化剂的条件下反应,A正确;B项,NO、NO2在潮湿大气中会形成硝酸型酸雨,B错误;C项,浓HNO3与Cu反应后的溶液呈绿色,加入水稀释后变蓝色,是由于溶有NO2,C正确;D项,工业上可用铁或铝制容器装运浓硝酸,D错误;故选AC。
16.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高一下学期期末)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(1)单质的化学式是 。
(2)氧化炉中发生反应的化学方程式为 。
(3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境,工业上常用Na2CO3吸收尾气,发生的反应之一为:NO2+NO+ Na2CO3=2NaNO2+CO2,在该反应中NO2被 (填“氧化”或“还原”)。
(4)下列说法不正确的是___________。
A.合成塔中反应的化学方程式:
B.向吸收塔中通入是为了氧化NO,使氮氧化物充分转化为HNO3
C.工业上为了盛装大量浓硝酸,可选择铜作为罐体材料
D.浓硝酸不稳定,见光或受热分解产生NO
【答案】(1)O2
(2)
(3)还原
(4)CD
【解析】氮气和氢气合成塔中合成氨气,含有氨气的混合气体进入氨分离器得到氨气,氨气在氧化炉中催化氧化生成NO,NO和空气中氧气结合生成NO2,NO2、O2和水反应得到硝酸,最后尾气处理防止污染环境。
(1)根据分析,单质X为O2;
(2)氨气在氧化炉中催化氧化生成NO,化学方程式:;
(3)根据反应:NO2+NO+ Na2CO3=2NaNO2+CO2,反应中NO2中N元素化合价为+4价,反应后N元素为+3价,反应中NO2被还原;
(4)A项,合成氨过程中将氮气与氢气通入合成塔,发生反应化学方程式:,A正确;B项,向吸收塔中通入氧气是为了氧化NO,使氮氧化物充分转化为HNO3,B正确;C项,铜与硝酸可发生反应,不能用铜作为罐体材料盛装大量浓硝酸,C错误;D项,浓硝酸不稳定,见光或受热分解产生NO2,D错误;故选CD。
17.(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。
I.合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图如下。
请回答:
(1)氨分离器可利用氨 的性质,通过冷却、加压等操作进行分离。
(2)装置中的反应属于氮的固定的是 (填装置名称)。
(3)尾气处理装置中可使用具有碱性的Na2CO3溶液吸收尾气,请以尾气中的NO2处理为例,写出相关反应的化学方程式 。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.合成氨反应在温度升高时反应速率加快,氨的产率升高
B.氨可与物质A反应,体现氨具有还原性
C.合成塔、氧化炉、吸收塔、尾气处理装置中均涉及氧化还原反应
D.盛装稀硝酸可选择铝作为罐体材料
II.(5)以N2和H2为反应物,以溶有B的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是 ,B是 。
【答案】(1)易液化
(2)合成塔
(3)4NO2+O2+2Na2CO3=4NaNO3+2CO2或2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2
(4)AD
(5)N2+8H++6e-=2NH4+ NH4Cl
【解析】Ⅰ. N2与H2在合成塔内发生反应生成氨气,经氨分离器分离得到较纯净的氨气,通过氧化炉和氧气反应得到NO,NO和氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸,反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=HNO3+NO,最后尾气处理。Ⅱ.氮气和氢气反应生成氨气,加入盐酸后最终反应产物为氯化铵,则氮气通入的电极为正极,氢气通入的电极为负极,结合电子守恒和电荷守恒写出电极反应式。
(1)氨分离器可利用氨易液化的性质,通过冷却、加压等操作进行分离易液化;
(2)游离态氮元素变化为化合态为氮的固定。装置中的反应属于氮的固定的是合成塔;
(3)尾气处理装置中可使用具有碱性的Na2CO3溶液吸收尾气,以尾气中的NO2处理为例,相关反应的化学方程式为:4NO2+O2+2Na2CO3=4NaNO3+2CO2或2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2;
(4)A项,合成氨反应在温度升高时反应速率加快,但化学平衡逆向进行,氨的产率不一定升高,A错误;B项,物质A为氧气,氨可与物质氧气反应,体现氨具有还原性,B正确;C项,制备硝酸反应的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=HNO3+NO,4NO2+O2+2Na2CO3=4NaNO3+2CO2或2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2。上述反应中元素化合价发生了变化,因此都属于氧化还原反应,故合成塔、氧化炉、吸收塔、尾气处理装置中均涉及氧化还原反应,C正确;D项,浓硝酸遇到铝发生钝化,稀硝酸和铝反应,盛装稀硝酸不可选择铝作为罐体材料,D错误;故选AD;
(5)在该原电池中,正极上N2得电子发生还原反应,与溶液中的H+的生成NH4+,则电池正极的电极反应式是:N2+8H++6e-=2NH4+,铵根离子与氯离子结合形成B,则B物质化学式为NH4Cl。
18.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业原料,可作防腐剂。工业上用碳酸钠溶液吸收硝酸工厂产生的氮氧化物的尾气制备亚硝酸钠,基本流程如图所示。
请回答下列问题:
(1) NaNO2中元素化合价为 。
(2)工业上,Na2CO3溶液从设备顶部以雾状喷下,吸收从底部通入的尾气,其优点是 。
(3)若产生的NO、NO2体积比为1:1,在“碱吸收池”中发生的化学反应方程式是 。
(4)误食NaNO2会引起中毒,原因是NaNO2将血红蛋白中的低价铁转化为高价铁,下列物质可用于解毒的是___________。
A.维生素 B.Al(OH)3 C.高锰酸钾 D.碳酸钠
(5)含有亚硝酸钠的废液不能直接排放,可先将废液酸化,再投加尿素[CO(NH2)2],生成无毒无害的氮气。请写出该反应的离子方程式 。
【答案】(1)+3
(2)气液逆向吸收(增大气液接触面积),使氮氧化物与碳酸钠溶液反应更充分
(3) NO2+NO+ Na2CO3=2NaNO2+CO2
(4)A
(5)CO(NH2)2+2NO2-+2H+=2N2+CO2+3H2O
【解析】(1)NaNO2中N元素化合价为+3价;
(2)气液逆向吸收(增大气液接触面积),使氮氧化物与碳酸钠溶液反应更充分
(3)当NO、NO2体积比为1:1时,在“碱吸收池”中发生的化学反应方程式是:NO2+NO+ Na2CO3=2NaNO2+CO2;
(4)NaNO2会引起中毒的原因是NaNO2将血红蛋白中的低价铁转化为高价铁,此时应服用还原剂,将高价铁转化为低价铁,A选项维生素C具有还原性,可用于解毒,B选项Al(OH)3、D选项碳酸钠均无还原性,无法解毒,C选项高锰酸钾具有氧化性,无法解毒,故选A;
(5)尿素与酸化的亚硝酸钠废液发生化学反应生成生成无毒无害的氮气,该反应的离子方程式为CO(NH2)2+2NO2-+2H+=2N2+CO2+3H2O。
考向3硅及其重要化合物
19.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列不属于硅酸盐材料的是( )
A.石墨烯 B.水泥 C.陶瓷 D.玻璃
【答案】A
【解析】A项,石墨烯属于新型无机非金属材料,不属与硅酸盐材料,A符合题意;B项,水泥属于硅酸盐材料,B不符题意;C项,陶瓷属于硅酸盐材料,C不符题意;D项,玻璃属于硅酸盐材料,D不符题意;故选A。
20.新型陶瓷材料氮化硅()可由反应制备,该反应中作为还原剂的是( )
A.SiO2 B.C C.N2 D.Si3N4
【答案】B
【解析】反应中C元素化合价从0价升高至+2价,反应中作为还原剂的是C,故选B。
21.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法不正确的是( )
A.利用Ti-Fe合金吸收H2储氢,该过程属于物理变化
B.中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D.5G通讯技术离不开光导纤维,制造光导纤维使用的材料是二氧化硅
【答案】A
【解析】A项,Ti-Fe合金吸收H2生成金属氢化物,有新物质生成,属于化学变化,故A错误;B项,氮化硅陶瓷耐高温,属于新型无机非金属材料,故B正确;C项,研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式是太阳能转化为电能,故C正确;D项,制造光导纤维使用的材料是二氧化硅,故D正确;故选A。
22.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承
B.Na2O2能与CO2、H2O反应产生O2,可用作潜水艇供氧剂
C.冰晶石(NaAlF6)微溶于水,可用作电解铝工业的助熔剂
D.硫酸钡不溶于水和酸,在医疗上可用作“钡餐”
【答案】C
【解析】A项,碳化硅(SiC)属于共价晶体。硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承,A正确;B项,Na2O2能与CO2、H2O反应产生O2,可用作潜水艇或者呼吸面具的供氧剂,B正确;C项,冰晶石(NaAlF6)可降低氧化铝的熔点,可用作电解铝工业的助熔剂,与溶解性无关,C错误;D项,硫酸钡不溶于水和酸,不会与胃酸反应,在医疗上可用作“钡餐”,D正确;故选C。
23.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是( )
材料
组成和结构变化
性能变化
A
玻璃
掺入金属氧化物
呈现不同颜色
B
晶体硅
增加杂质含量
导电性一定增强
C
水泥
加入石膏
调节水泥的硬化速度
D
铝制品
增加氧化膜厚度
抗腐蚀性增强
【答案】B
【解析】A项,加入金属氧化物,使得玻璃成分发生改变,而呈现彩色,如蓝色钴玻璃,茶色玻璃等,A正确;B项,粗硅增加杂质含量,纯度降低,其导电性降低, B错误;C项,水泥中加入石膏,可以调节水泥的硬化速度,C正确;D项,增加表面氧化膜厚度,能更好保护内部金属,增强抗腐蚀性,D正确;故选B。
24.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)高纯硅是现代信息等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.硅元素位于周期表中第三周期,第ⅣA族
B.电弧炉中的反应为SiO2+CSi(粗)+CO2↑
C.还原炉中的反应为SiHCl3+H2Si+3HCl
D.该工艺流程中被循环利用的物质有HCl和H2
【答案】B
【解析】A项,Si原子序数14,位于元素周期表中第三周期第ⅣA族,A正确;B项,电弧炉中的反应为SiO2+2CSi(粗)+2CO↑,B错误;C项,还原炉中氢气将硅置换出来,反应为SiHCl3+H2Si+3HCl,C正确;D项,根据流程可知,该工艺流程中被循环利用的物质有HCl和H2,D正确;故选B。
25.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)高纯硅单质可由石英砂(主要成分是SiO2)制得,制备高纯硅的主要工艺流程如图所示:
(1)硅元素在元素周期表中的位置是 ,氢化物的稳定性:SiH4 HCl(填“<”、“=”、“>”)。
(2)该工艺流程中可以循环使用的物质是 。
(3)工业上还可用在高温下还原石英砂制备粗硅,该反应的化学方程式是 。
(4)恒温恒压条件下,用制备高纯硅的反应为,下列说法不正确的是________。
A.充入过量H2,可加快反应速率,同时实现SiHCl3完全转化
B.时,说明该反应达到平衡状态
C.将移出一部分,可减慢逆反应速率
D.若容器内气体的平均摩尔质量保持不变,说明该反应达到平衡状态
【答案】(1)第三周期第IVA族 <
(2) H2、HCl
(3) 2Mg+SiO22MgO+Si
(4)AC
【解析】石英砂(主要成分是SiO2)与焦炭高温反应制粗硅,粗硅与HCl在573K以上反应得粗SiHCl3,粗SiHCl3经精馏得纯SiHCl3,H2与SiHCl3反应制得高纯硅。
(1)硅原子核外K、L、M层依次排有2、8、4个电子,硅元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族;Si与Cl都处于第三周期,同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,则氢化物的稳定性:SiH4<HCl;
(2)粗硅与HCl反应生成SiHCl3的过程中还有H2生成,SiHCl3与H2反应生成高纯硅的过程中还有HCl生成,故该工艺中可以循环使用的物质是H2、HCl;
(3)高温下Mg与SiO2反应生成Si和MgO,反应的化学方程式为2Mg+SiO22MgO+Si;
(4)A项,该反应为可逆反应,最终达到化学平衡状态,SiHCl3不能完全转化,A项错误;B项,v正(HCl)=3v逆(H2)时表明用同一物质表示的正、逆反应速率相等,是该反应达到平衡状态的本质标志,B项正确;C项,Si呈固态,将Si移出一部分,逆反应速率不变,C项错误;D项,Si呈固态,从正向建立平衡的过程中混合气体的总质量减小、总物质的量增大,混合气体的平均摩尔质量减小,则容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到平衡状态,D项正确;故选AC。
26.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列说法不正确的是( )
A.硫酸亚铁是优良的净水剂
B.工业上可使用液氨作制冷剂
C.工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接制得高纯度的硅
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质的微粒直径在10-9~10-7m之间
【答案】C
【解析】A项,硫酸亚铁可水解生成胶体,胶体具有吸附性,因此属于优良的净水剂,A正确;B项,液氨汽化时需要吸收大量的热,利用此性质可使用液氨作制冷剂,B正确;C项,工业上焦炭高温还原二氧化硅生成一氧化碳和硅,制备获得粗硅,C错误;D项,胶体区别于溶液、浊液的本质特征是分散质粒子的直径大小不同,胶粒直径在10-9~10-7m之间,D正确;故选C。
27.(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)下列“推理”结果正确的是( )
A.C在足量的氧气中反应生成CO2,故S在足量的氧气中反应生成SO3
B.H2S与SO2能反应生成S,故NH3与NO2也能在一定条件下反应生成N2
C.向Na2CO3中加入少量水,伴随放热现象,故向NaHCO3中加入少量水,也伴随放热现象
D.Mg、Al与稀硫酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极,故Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中也是Mg作负极
【答案】B
【解析】A项,硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不是三氧化硫,故A错误;B项,-2价S元素与+4价S元素之间有0价的S元素,故H2S与SO2能反应生成S,-3 价的N元素与+4价的N元素之间有0价的N 元素,故NH3与NO2能在一定条件下反应生成N2,故B正确;C项,碳酸钠溶于水放热,但NaHCO3溶于水吸热,故C错误;D项,酸性条件下,Mg比Al易失电子,所以Mg、Al与稀硫酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极;碱性条件下,Al比M g易失电子,所以Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中Al作负极,故D错误;故选B。
28.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列说法不正确的是( )
A.小苏打可用于治疗胃酸过多,也是发酵粉的主要成分之一
B.硫酸亚铁、硫酸铝等可作污水处理的混凝剂
C.SO2具有漂白、杀菌消毒、抗氧化的作用
D.高纯硅是应用最广泛的半导体材料,可制芯片、太阳能电池、光导纤维等
【答案】D
【解析】A项,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,是发酵粉主要成分,碳酸氢钠能够与盐酸反应,可以治疗胃酸过多,A正确;B项,硫酸亚铁、硫酸铝等混凝剂,具有吸附性,能吸附污水中的细小悬浮物,达到净化的目的,B正确;C项,SO2具有漂白性,能够漂白品红等物质,二氧化硫能使蛋白质变性,具有杀菌作用,并且具有还原性,可作葡萄酒抗氧化剂,C正确;D项,高纯硅是应用最广泛的半导体材料,可制芯片、太阳能电池,而光导纤维的主要成分是二氧化硅而不是高纯硅,D错误;故选D。
29.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列说法不正确的是( )
A.干燥的氯气能使鲜花褪色
B.二氧化硅可用于制作光学玻璃、集成电路和光导纤维
C.二氧化硫可用作蜜饯、干果等食品的添加剂
D.工业上可用铁或铝制容器来储运浓硫酸和浓硝酸
【答案】B
【解析】A项,干燥的氯气能与鲜花中的水反应产生HClO,HClO具有漂白性,能够使鲜花褪色,A正确;B项,二氧化硅可用于制作光学玻璃和光导纤维,而集成电路使用的材料是晶体硅,B错误;C项,二氧化硫具有还原性,可以消耗食品包装袋中的氧气,同时能够能够抑制细菌滋生,故可用作蜜饯、干果等食品的添加剂,C正确;D项,在室温下金属Fe、Al遇浓硫酸和浓硝酸,会因发生氧化还原反应,在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属进一步发生反应,即发生钝化现象,因此工业上可用铁或铝制容器来储运浓硫酸和浓硝酸,D正确;故选B。
30.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.氨气的水溶液呈碱性,可做制冷剂
B.氮元素非金属性强,可用氮气作为食品保护气
C.氯化铁溶液呈酸性,可溶解废旧电路板中的铜
D.二氧化氯具有强氧化性,可作自来水消毒剂
【答案】D
【解析】A项,液氨气化时吸热,可作制冷剂,与其溶液显碱性无关,A错误;B项,N2无毒且化学性质稳定,可用作保护气,与非金属性无关,B错误;C项,氯化铁与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应中氯化铁表现氧化性,与溶液的酸性无关,C错误;D项,二氧化氯具有强氧化性,可以使蛋白质变性,达到自来水杀菌消毒的目的,D正确;故选D。
31.(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)下列说法不正确的是( )
A.NH4HCO3是一种常用的化肥
B.晶体可作半导体材料
C.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源
D.石灰乳与FeSO4可制成一种农药叫波尔多液
【答案】D
【解析】A项,NH4HCO3是一种常用的氮肥,A正确;B项,半导体材料的成分为硅单质,B正确;C项,Na2O2能够与水和二氧化碳反应,所以可在呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源,C正确;D项,石灰乳与CuSO4可制成一种农药叫波尔多液,D错误;故选D。
32.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)物质的性质决定应用,下列两者对应关系正确的是( )
A.NaHCO3溶液呈碱性,故可用作发酵粉
B.铁的金属性比铜强,可用FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
C.氯气和铁常温下难以反应,故可用钢瓶贮存液氯
D.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥H2S气体
【答案】C
【解析】A项,NaHCO3溶液水解以后呈碱性,作发酵粉是因为其固体受热可以分解,二者没有直接关系,A错误;B项,铁的金属性比铜强,但FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板,是因为Fe3+的氧化性比Cu2+强,B错误;C项,氯气和铁常温下难以反应,需要受热以后才能反应,故可用钢瓶贮存液氯,C正确;D项,浓硫酸具有吸水性,也具有强氧化性,浓硫酸会氧化H2S,所以不可用于干燥H2S气体,D错误;故选C。
33.(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)从日常生活到科技前沿,化学无处不在。下列说法不正确的是( )
A.生铁的含碳量比钢的含碳量高,合金的熔点一般比其成分金属的熔点低
B.碳酸钠与碳酸氢钠两者都可以用于食品加工
C.“祝融号”火星车使用新型铝基碳化硅复合材料中的碳化硅是一种新型无机非金属材料
D.“北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料主要为二氧化硅
【答案】D
【解析】A项,生铁的含碳量为2~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,即生铁的含碳量比钢的含碳量高,合金的熔点一般比其成分金属的熔点低,故A正确;B项,碳酸钠与碳酸氢钠两者都可以用于食品加工,可用作食用碱和发酵剂,故B正确;C项,“祝融号”火星车使用新型铝基碳化硅复合材料中的碳化硅是一种耐高温的新型无机非金属材料,故C正确;D项,晶体硅为良好的半导体,常用于制造芯片,故D错误;故选D。
34.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)化学与生产生活密切相关。下列活动与所述化学知识关联正确的是( )
选项
活动
化学知识
A
向薯片袋内充入氮气
氮气无色无味
B
擦干已洗净的铁锅,防止生锈
铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4
C
用氨水处理二氧化硫烟气
氨水具有挥发性
D
红酒中添加少量SO2
可以起到抗氧化和杀菌作用
【答案】D
【解析】A项,用氮气来保存薯片,与氮气的化学性质稳定有关,与其颜色气味无关,A错误;B项,擦干已洗净的铁锅,是防止腐蚀生锈生成氧化铁,与铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4无关,B错误;C项,氨水具有碱性,可以吸收二氧化硫烟气,C错误;D项,SO2具有较强的还原性,且能抑制细菌生长,红酒中添加适量的SO2可以起到抗氧化和杀菌的作用,D正确;故选D。
35.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列有关物质的性质和用途不正确的是( )
选项
物质
性质
用途
A
小苏打:NaHCO3
与盐酸发生反应
治疗胃酸的药物成分
B
熟石膏:2CaSO4·H2O
熟石膏与水混合转化为石膏
医疗用的石膏绷带
C
盐卤:MgCl2
盐卤可使蛋白质聚沉
制作豆腐的凝固剂
D
磁性氧化铁:Fe3O4
难溶于水,红色
制造红色涂料
【答案】D
【解析】A项,小苏打为NaHCO3,能和盐酸反应,常用来治疗胃酸过多,故A正确;B项,熟石膏2CaSO4·H2O与水混合后会很快凝固,转化为坚硬的石膏CaSO4·2H2O,故B正确;C项,盐卤含有MgCl2、CaSO4等物质,使蛋白质聚沉,从而制作豆腐,故C正确;D项,Fe3O4是黑色固体,俗称磁性氧化铁,常用作磁性材料,Fe2O3是红棕色固体,常用作红色涂料,故D错误;故选D。
36.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)氮的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
(1)氮元素在周期表中的位置是 。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯(含有氮氮双键)。
①设分子中氮原子数为n,则无环状结构的氮烷分子式通式为 。
②下列说法正确的是 。
A.最简单的氮烯分子式为N2H2
B.N、H两元素之间除可以形成氮烷、氮烯外,还可以形成氮炔
C.C、N原子数相同的烷烃和氮烷相对分子质量相近,但沸点氮烷高于烷烃,是因为氮烷分子间能形成氢键
D.氮烯中既存在极性键,又存在非极性键
(3)只由碳、氢、氮、氧四种元素组成的有机化合物,可能会有数千万种,其中相对分子质量最小且原子均满足最外层8电子(氢原子是2电子)稳定结构的化合物,结构式为 。
(4)某种氨基酸分子结构模型如右图所示,则其结构简式为 。
【答案】(1)第二周期ⅤA族
(2)NnHn+2(n≥1且n为正整数) ACD
(3)O=C=N—H或H—O—C≡N
(4)CH3CH(NH2)COOH
【解析】(1)N核电荷数为7,氮元素在周期表中的位置是第二周期ⅤA族。
(2)①当氮原子个数为1时,氢原子个数为3,当氮原子个数为2时,氢原子个数为4,当氮原子个数为3时,氢原子个数为5,当氮原子个数为4时,氢原子个数为6,当氮原子个数为n时,氢原子个数为n+2,所以其通式为NnHn+2(n≥1且n为正整数)。
②A项,最简单的氮烯中含有两个N原子,两个N原子间形成氮氮双键,每个N原子与H原子形成N—H键,故最简单的氮烯分子式:N2H2,故A正确;B项,N、H两元素之间除可以形成氮烷、氮烯外,不能形成氮炔,故B错误;C项,C、N原子数相同的烷烃和氮烷相对分子质量相近,氮烷分子间能形成氢键,沸点氮烷高于烷烃,故C正确;D项,氮烯中既存在极性键N—H键,又存在非极性键N=N键,故D正确;故选ACD;
(3)只由碳、氢、氮、氧四种元素组成的有机化合物,可能会有数千万种,其中相对分子质量最小且原子均满足最外层8电子(氢原子是2电子)稳定结构的化合物为HCNO,结构式为:O=C=N—H或H—O—C≡N;
(4)某种氨基酸分子结构模型可知为α-氨基丙酸,结构简式为:CH3CH(NH2)COOH。
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专题04 非金属及其化合物
内容概览
考向1 硫及其重要化合物
考向2 氮及其重要化合物
考向3 硅及其重要化合物
考向1硫及其重要化合物
1.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)黄铁矿高温煅烧发生以下反应:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,下列说法不正确的是( )
A.FeS2作还原剂
B.在工业制硫酸中,上述反应在沸腾炉中进行
C.Fe2O3和SO2既是氧化产物又是还原产物
D.生成4mol SO2转移电子的数目为20NA
2.(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后,待反应混合物冷却,滤去多余的铜,将滤液加水定容到100mL,溶液中SO42-浓度为,则下列说法错误的是( )
A.反应后稀释液中c(CuSO4)为
B.反应中消耗的硫酸为
C.溶解的铜的质量为6.4g
D.生成的SO2在标准状况下的体积为2.24L
3.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下图是部分含硫元素的化合物的“价类二维图”。下列说法不正确的是( )
A.由形成的酸雨含有、
B.实验室可用的浓溶液干燥、
C.由转化为,一定存在氧化还原反应
D.工业上制备的原理可以为
4.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)工业上常用硫黄或黄铁矿为原料来制备硫酸,工业流程如下。
下列说法不正确的是( )
A.步骤①粉碎硫黄或黄铁矿可以增大接触面积,加快反应速率
B.步骤②增大氧气的用量可以提高SO2的利用率
C.工业上常用水吸收SO3制取H2SO4
D.常温下,浓硫酸可以用铁罐存储运输
5.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)FeSO4溶液可用于脱除烟气中的有害气体SO2,其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.“反应Ⅱ”中还原剂为SO2
B.“反应Ⅰ”的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C.反应一段时间后,溶液中c(FeSO4)不变
D.反应每脱除11.2LSO2消耗O2的体积为5.6L(体积均为标准状况)
6.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)如图是一个综合处理含SO2尾气的工艺流程。
已知“吸收”步骤和“氧化”步骤发生的反应分别为:
①Fe2(SO4)3+2SO2+2H2O=2Fe2SO4+2H2SO43;
②4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O。
若每步反应都完全,下列说法不正确的是( )
A.“吸收”步骤中Fe2(SO4)3为氧化剂
B.由反应过程可推知氧化性的强弱顺序:O2<Fe3+<SO42-
C.处理(标况下)含SO2体积分数为0.336%的尾气,反应①中转移电子数
D.Fe2(SO4)3溶液在上述流程中可以循环使用
7.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)硫元素的单质及其化合物在科学研究、工农业生产、农药的制备与使用等方面具有广泛用途。部分含硫物质间的转化关系如下:
已知:①单质硫有S2、S4、S6、S8、Sn等多种形式,S8主要存在于固体硫单质中,S2主要存在于硫蒸气中;②硫化羰(COS)的结构与二氧化碳分子相似。
请回答:
(1)COS分子的空间结构为 形。
(2)下列说法正确的是___________。
A.自然界中有单质硫存在
B.加热固态硫至转变为硫蒸气属于物理变化
C.一定条件下可发生化学反应:CaO+COS=CaCO2S
D.COS与CO2相似,均不能与O2发生化学反应
(3)绿色农药“石硫合剂”的有效成分为五硫化钙(CaS5)和硫代硫酸钙(CaS2O3),可由单质硫和熟石灰在加热条件下制得,该反应的化学方程式为(反应中单质硫要求用S4表示) 。
(4)S2O常温下是一种无色、不稳定的气体,可由单质硫和氧化铜共热制得,生成。实验室检验气体X的方法是 。S2O常温时分解生成两种含硫的常见物质,请写出该分解反应的化学方程式 。
8.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)硫酸渣是黄铁矿制备硫酸过程中得到的焙烧渣,主要含Fe2O3、SiO2等,工业上可用硫酸渣生产四氧化三铁。
已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+;FeS2与H2SO4不反应。
请回答:
(1)滤渣的主要成分是 。
(2) Fe3O4溶于足量盐酸的离子方程式为 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.滤液经结晶过滤可得副产品芒硝
C.FeS2可由SO2或铁粉替代
D.“还原”时氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:15
(4)“氧化”的条件为高温,写出该反应的化学方程式 。
考向2氮及其重要化合物
9.(浙江省湖州市2023-2024学年高一下学期期末)下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是( )
A.NH3 B.O2 C.HCl D.CO2
10.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是( )
A.SO2 B.NH3 C.Cl2 D.CO2
11.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)侯德榜把氨碱法和合成氨联合起来,创造了联合制碱法。下列说法不正确的是( )
A.受热时碳酸钠比碳酸氢钠更稳定
B.碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液都显碱性,均可用作食用碱
C.氨碱法的第一步反应是向CO2的饱和NaCl溶液中通入足量的NH3
D.工业合成氨是最重要的人工固氮途径
12.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)钠在液氨中溶剂化速度极快,生成蓝色的溶液[含有和],且过程中有少量产生。下列说法不正确的是( )
A.钠加入液氨中溶液的导电性增强
B.和示意图可以如右图表示
C.具有强还原性,钠/液氨体系可以还原炔烃、苯等有机物
D.0.2molNa投入液氨中生成0.1molH2时,Na共失去0.2mol电子
13.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)消除氮氧化物有如下3种方法:
①NO2+NO+ 2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+ 2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
②2NO+2CO2CO2+N2
③6NO2+8NH37N2+12H2O
下列说法不正确的是( )
A.氮氧化物会造成酸雨等污染
B.①中利用氢氧化钠的碱性消除氮氧化物,也可以用氨水代替
C.②③使用催化剂,能加快消除氮氧化物的速率
D.若某工厂排出的废气中二氧化氮的含量为(体积分数),用方法③处理(标准状况下)这种废气,约需氨气
14.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器略去).可选试剂:浓硝酸,稀硝酸,蒸馏水,浓硫酸,溶液.
已知:NaOH溶液不与反应,能与NO2反应.
2NO2+ 2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
下列分析不正确的是( )
A.装置①中发生反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
B.装置②③④⑥盛放的试剂依次是蒸馏水、浓硝酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液
C.实验开始前及结束后皆需通CO2一段时间,其目的不同
D.根据实验现象:③中气体仍为无色而④中气体变为红棕色,可得出浓硝酸氧化性强于稀硝酸
15.(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)硝酸是重要的化工原料,工业上制硝酸的历程及硝酸性质如下:
已知:A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的刺激性气味的气体。请回答:
(1)A的化学式 。
(2) NO2→HNO3的化学反应方程式 。
(3)浓硝酸常温能与反应,体现HNO3具有 性。
(4)下列说法正确的是___________。
A.工业合成A,需要高温高压,催化剂
B.、NO2在潮湿大气中不会形成酸雨
C.浓HNO3与反应后的溶液呈绿色,是由于溶有NO2,加入水稀释后变蓝色
D.工业上可用铁或铝制容器装运稀硝酸
16.(浙江省嘉兴市2023-2024学年高一下学期期末)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(1)单质的化学式是 。
(2)氧化炉中发生反应的化学方程式为 。
(3)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境,工业上常用Na2CO3吸收尾气,发生的反应之一为:NO2+NO+ Na2CO3=2NaNO2+CO2,在该反应中NO2被 (填“氧化”或“还原”)。
(4)下列说法不正确的是___________。
A.合成塔中反应的化学方程式:
B.向吸收塔中通入是为了氧化NO,使氮氧化物充分转化为HNO3
C.工业上为了盛装大量浓硝酸,可选择铜作为罐体材料
D.浓硝酸不稳定,见光或受热分解产生NO
17.(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。
I.合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图如下。
请回答:
(1)氨分离器可利用氨 的性质,通过冷却、加压等操作进行分离。
(2)装置中的反应属于氮的固定的是 (填装置名称)。
(3)尾气处理装置中可使用具有碱性的Na2CO3溶液吸收尾气,请以尾气中的NO2处理为例,写出相关反应的化学方程式 。
(4)下列说法不正确的是_______。
A.合成氨反应在温度升高时反应速率加快,氨的产率升高
B.氨可与物质A反应,体现氨具有还原性
C.合成塔、氧化炉、吸收塔、尾气处理装置中均涉及氧化还原反应
D.盛装稀硝酸可选择铝作为罐体材料
II.(5)以N2和H2为反应物,以溶有B的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是 ,B是 。
18.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业原料,可作防腐剂。工业上用碳酸钠溶液吸收硝酸工厂产生的氮氧化物的尾气制备亚硝酸钠,基本流程如图所示。
请回答下列问题:
(1) NaNO2中元素化合价为 。
(2)工业上,Na2CO3溶液从设备顶部以雾状喷下,吸收从底部通入的尾气,其优点是 。
(3)若产生的NO、NO2体积比为1:1,在“碱吸收池”中发生的化学反应方程式是 。
(4)误食NaNO2会引起中毒,原因是NaNO2将血红蛋白中的低价铁转化为高价铁,下列物质可用于解毒的是___________。
A.维生素 B.Al(OH)3 C.高锰酸钾 D.碳酸钠
(5)含有亚硝酸钠的废液不能直接排放,可先将废液酸化,再投加尿素[CO(NH2)2],生成无毒无害的氮气。请写出该反应的离子方程式 。
考向3硅及其重要化合物
19.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列不属于硅酸盐材料的是( )
A.石墨烯 B.水泥 C.陶瓷 D.玻璃
20.新型陶瓷材料氮化硅()可由反应制备,该反应中作为还原剂的是( )
A.SiO2 B.C C.N2 D.Si3N4
21.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法不正确的是( )
A.利用Ti-Fe合金吸收H2储氢,该过程属于物理变化
B.中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D.5G通讯技术离不开光导纤维,制造光导纤维使用的材料是二氧化硅
22.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承
B.Na2O2能与CO2、H2O反应产生O2,可用作潜水艇供氧剂
C.冰晶石(NaAlF6)微溶于水,可用作电解铝工业的助熔剂
D.硫酸钡不溶于水和酸,在医疗上可用作“钡餐”
23.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化,下列推测不合理的是( )
材料
组成和结构变化
性能变化
A
玻璃
掺入金属氧化物
呈现不同颜色
B
晶体硅
增加杂质含量
导电性一定增强
C
水泥
加入石膏
调节水泥的硬化速度
D
铝制品
增加氧化膜厚度
抗腐蚀性增强
24.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)高纯硅是现代信息等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.硅元素位于周期表中第三周期,第ⅣA族
B.电弧炉中的反应为SiO2+CSi(粗)+CO2↑
C.还原炉中的反应为SiHCl3+H2Si+3HCl
D.该工艺流程中被循环利用的物质有HCl和H2
25.(浙江省台州市2023-2024学年高一下学期期末)高纯硅单质可由石英砂(主要成分是SiO2)制得,制备高纯硅的主要工艺流程如图所示:
(1)硅元素在元素周期表中的位置是 ,氢化物的稳定性:SiH4 HCl(填“<”、“=”、“>”)。
(2)该工艺流程中可以循环使用的物质是 。
(3)工业上还可用在高温下还原石英砂制备粗硅,该反应的化学方程式是 。
(4)恒温恒压条件下,用制备高纯硅的反应为,下列说法不正确的是________。
A.充入过量H2,可加快反应速率,同时实现SiHCl3完全转化
B.时,说明该反应达到平衡状态
C.将移出一部分,可减慢逆反应速率
D.若容器内气体的平均摩尔质量保持不变,说明该反应达到平衡状态
26.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列说法不正确的是( )
A.硫酸亚铁是优良的净水剂
B.工业上可使用液氨作制冷剂
C.工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接制得高纯度的硅
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质的微粒直径在10-9~10-7m之间
27.(浙江省衢州市2023-2024学年高一下学期期末)下列“推理”结果正确的是( )
A.C在足量的氧气中反应生成CO2,故S在足量的氧气中反应生成SO3
B.H2S与SO2能反应生成S,故NH3与NO2也能在一定条件下反应生成N2
C.向Na2CO3中加入少量水,伴随放热现象,故向NaHCO3中加入少量水,也伴随放热现象
D.Mg、Al与稀硫酸构成的原电池中较活泼的Mg作负极,故Mg、Al与NaOH溶液构成的原电池中也是Mg作负极
28.(浙江省绍兴市2023-2024学年高一下学期期末)下列说法不正确的是( )
A.小苏打可用于治疗胃酸过多,也是发酵粉的主要成分之一
B.硫酸亚铁、硫酸铝等可作污水处理的混凝剂
C.SO2具有漂白、杀菌消毒、抗氧化的作用
D.高纯硅是应用最广泛的半导体材料,可制芯片、太阳能电池、光导纤维等
29.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列说法不正确的是( )
A.干燥的氯气能使鲜花褪色
B.二氧化硅可用于制作光学玻璃、集成电路和光导纤维
C.二氧化硫可用作蜜饯、干果等食品的添加剂
D.工业上可用铁或铝制容器来储运浓硫酸和浓硝酸
30.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.氨气的水溶液呈碱性,可做制冷剂
B.氮元素非金属性强,可用氮气作为食品保护气
C.氯化铁溶液呈酸性,可溶解废旧电路板中的铜
D.二氧化氯具有强氧化性,可作自来水消毒剂
31.(浙江省9 1高中联盟2023-2024学年高一下学期学考模拟)下列说法不正确的是( )
A.NH4HCO3是一种常用的化肥
B.晶体可作半导体材料
C.Na2O2可在呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源
D.石灰乳与FeSO4可制成一种农药叫波尔多液
32.(浙江省宁波市九校2023-2024学年高一下学期期末)物质的性质决定应用,下列两者对应关系正确的是( )
A.NaHCO3溶液呈碱性,故可用作发酵粉
B.铁的金属性比铜强,可用FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
C.氯气和铁常温下难以反应,故可用钢瓶贮存液氯
D.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥H2S气体
33.(浙江省杭州市部分学校2023-2024学年高一下学期期末)从日常生活到科技前沿,化学无处不在。下列说法不正确的是( )
A.生铁的含碳量比钢的含碳量高,合金的熔点一般比其成分金属的熔点低
B.碳酸钠与碳酸氢钠两者都可以用于食品加工
C.“祝融号”火星车使用新型铝基碳化硅复合材料中的碳化硅是一种新型无机非金属材料
D.“北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料主要为二氧化硅
34.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)化学与生产生活密切相关。下列活动与所述化学知识关联正确的是( )
选项
活动
化学知识
A
向薯片袋内充入氮气
氮气无色无味
B
擦干已洗净的铁锅,防止生锈
铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4
C
用氨水处理二氧化硫烟气
氨水具有挥发性
D
红酒中添加少量SO2
可以起到抗氧化和杀菌作用
35.(浙江省丽水市2023-2024学年高一下学期普通高中教学质量监控)下列有关物质的性质和用途不正确的是( )
选项
物质
性质
用途
A
小苏打:NaHCO3
与盐酸发生反应
治疗胃酸的药物成分
B
熟石膏:2CaSO4·H2O
熟石膏与水混合转化为石膏
医疗用的石膏绷带
C
盐卤:MgCl2
盐卤可使蛋白质聚沉
制作豆腐的凝固剂
D
磁性氧化铁:Fe3O4
难溶于水,红色
制造红色涂料
36.(浙江省杭州市北斗联盟2023-2024学年高一下学期期末)氮的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
(1)氮元素在周期表中的位置是 。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯(含有氮氮双键)。
①设分子中氮原子数为n,则无环状结构的氮烷分子式通式为 。
②下列说法正确的是 。
A.最简单的氮烯分子式为N2H2
B.N、H两元素之间除可以形成氮烷、氮烯外,还可以形成氮炔
C.C、N原子数相同的烷烃和氮烷相对分子质量相近,但沸点氮烷高于烷烃,是因为氮烷分子间能形成氢键
D.氮烯中既存在极性键,又存在非极性键
(3)只由碳、氢、氮、氧四种元素组成的有机化合物,可能会有数千万种,其中相对分子质量最小且原子均满足最外层8电子(氢原子是2电子)稳定结构的化合物,结构式为 。
(4)某种氨基酸分子结构模型如右图所示,则其结构简式为 。
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