专题02 非金属元素及其化合物-【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（上海专用）

专题02 非金属元素及其化合物 内容概览 考向1 非金属元素及化合物 考向2 生活中的硫和氮 考向3 硫和氮(1) 考向4 硫和氮(2) 考向5 硫、氮及其化合物 考向6 硫酸化工生产 考向7 硫酸工业的联合生产法 考向8 氮循环 考向9 非金属元素及其化合物的科学利用 考向10 非金属元素 考向11 人与自然和谐共生 考向12 酸雨 考向13 硫酸亚铁铵 考向1 非金属元素及化合物 (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)自然界中碳、氮的循环是生命物质的组成元素，是维持生态平衡的重要物质基础。现代工业、农业、国防、航天、医院和日常生活都离不开这两种元素要。 1．下列化合物中不能由单质直接化合生成的是__________。 A．FeS B．Cu2S C．SO3 D．H2S 2．常温下，将铁片投入浓H2SO4中，下列说法正确的是__________。 A．不发生反应 B．铁被钝化 C．产生大量SO2 D．产生大量H2 3．某气体通入品红溶液，溶液红色褪去，再加热又溶液变回红色，该气体是__________。 A．H2S B．SO2 C．Cl2 D．HCl 4．自然界中氮的部分循环过程如图，X中氮元素为价，则Y的颜色为 。请写出图中一个属于固氮过程的方程式 。NH3水溶液显 (填“酸、碱或中”)性。 考向2 生活中的硫和氮 (上海市嘉定区第二中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。回答以下问题： 1．与氮氧化物有关的全球性大气环境问题有__________。 A．酸雨 B．沙尘暴 C．光化学烟雾 D．白色污染 2．下列有关NH3的说法，不正确的是__________。 A．工业合成NH3属于人工固氮 B．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3制备NO体现了NH3的还原性 3．常温下，下列物质中不能用铁质容器贮运的是__________。 A．浓硫酸 B．浓硝酸 C．浓盐酸 D．液氯 4．氯化铵可做氮肥，使用时的注意事项 。(写一条即可) 5．请回答下列问题： (1)若将SO2气体分别通入下边溶液中，发现BaCl2溶液中无明显现象，硫化氢溶液中看到 (填实验现象)，写出该反应的化学方程式 。 (2)将BaCl2中的溶液分成两份，分别滴加下列溶液，都产生了白色沉淀，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。 滴加的溶液 氯水 氨水 沉淀的化学式 6．将铜投入一定量浓硝酸中完全溶解，产生的氮氧化物气体用200 mL2mol·L-1NaOH溶液恰好完全吸收，得到含0.2mol NaNO3和若干摩尔NaNO2，则NaNO2为 mol，消耗的铜为 g。 考向3 硫和氮(1) (上海市行知中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。 1．下列各组中的两种物质作用时，反应条件温度、反应物用量、反应物浓度等改变，不会引起产物改变的是__________。 A．S和 B．NaOH和 C．Na和 D．Cu和 2．1891年Engel首次制得S6分子，1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是__________。 A．S6和S8互为同位素 B．S6和S8分别与铜粉反应，所得产物均为CuS C．S6和S8分别与过量的氧气反应可以得到SO3 D．等质量的S6和S8分别与足量的热KOH溶液反应，消耗KOH的物质的量相同 3．将足量的SO2通入BaCl2溶液中，无明显现象，当加入(或通入)某试剂(或气体)X 后有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是__________。 ①NaOH溶液 ②NaCl溶液 ③氨水溶液 ④新制氯水 ⑤H2S ⑥CO2 A．①②④ B．④⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑤ 4．已知某物质X能发生如下转化： 下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是__________。 A．若X为NH3，则A为硝酸 B．若X为H2S，则A为亚硫酸或者硫酸 C．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A一定能与金属铜反应生成Y D．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③有可能为非氧化还原反应 5．无色澄清溶液中可能含有Na+、Cl-、SO42-、H+、CO32-、HCO3-、Cu2+、Ba2+中的几种，且所含离子的物质的量浓度均相等。依次进行下列实验，所加试剂均过量，观察到现象如下： (1)取少量原溶液滴加2~3滴紫色石蕊试液，溶液变红 (2)取原溶液滴加BaCl2溶液和稀盐酸，生成2.33g白色沉淀 (3)向(2)中过滤所得滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成。结论正确的是__________。 A．该实验无法确定原溶液是否含有Cl- B．无法确定原溶液是否存在，可通过焰色试验确定 C．原溶液中可能含有Na+、Cl- D．原溶液中一定含有Na+、SO42-、H+，浓度均为0.1mol/L 6．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。请根据下图回答下列问题： (1)与图中的物质C常用于的检验，则C的化学式为 。 (2)浓硝酸与铜在加热条件下反应的化学方程式为 。 (3)如图装置可用于探究氯气和氨气的反应。实验时先通过三颈烧瓶瓶口1通入氨气，然后密封口1，再通过口2通入氯气，然后密封口2。实验中三颈烧瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为 ；实验完毕后，观察到如图装置中三颈烧瓶内还有黄绿色气体，简述如何操作才能不污染环境 。 (4)将3.2g铜与60mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到NO2和NO混合气体的体积为8.96L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。 硫铁矿(含FeS2)是一种重要的化学矿物原料，也是工业制硫酸的主要原料，其煅烧过程及产物存在如图转化关系： 1．回答下列问题： (1)反应I的化学方程式为 。 (2)为了使反应I燃烧得更充分，可以采用的措施是 (1种即可)。 (3)BaCl2溶液中通入A无明显变化，若同时通入过量氨气，则生成白色沉淀，白色沉淀是 。(写化学式) (4)下列关于C的说法正确的是___________。 A．酸雨指的是pH<7的降水 B．浓硫酸可以和铁发生反应，不能用钢瓶盛装浓硫酸 C．浓硫酸有强氧化性，稀硫酸没有氧化性 D．稀硫酸长时间放置在空气中浓度会变高，浓硫酸长时间放置在空气中浓度会变低 (5)依据下列含硫物质间转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是___________。 ① ② ③ A． B． C． D．平衡后，只将反应③体系的体积压缩，则K3增大 2．工业上为防止SO2、NOx污染，研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。 (1)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2、NO转化为SO42-、NO3-。一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是 (1种即可)。 (2)细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如下图所示。 ①上图所示氮循环中，属于氮的固定的有 (填字母序号)。 A．N2转化为铵态氮 B．硝化过程 C．反硝化过程 ②反硝化过程中，含氮物质发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ③铵态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应为NH4++NO2-=N2+2H2O，当产生0.01mol氮气时，转移的电子数为 。 考向5 硫、氮及其化合物 (上海市闵行第三中学2023-2024学年高一下学期期末)硫、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。 1．部分含硫物质的分类与相应的化合价的关系如图，下列推断合理的是 A．硫元素的性质活泼，自然界中不存在a B．a能一步转化为c C．向e的水溶液中通入氯气可得到d D．d的浓溶液常用作干燥剂，可干燥b、f 2．某实验小组对的的性质进行探究。用如图所示装置进行实验。回答下列问题： (1)请写出A装置的主要反应方程式 。 (2)B中品红溶液褪色说明具有的性质是___________。 A．氧化性 B．还原性 C．漂白性 D．还原性和漂白性 (3)能说明与水反应生成了酸的实验现象是___________。 A．D中的石蕊试纸变红色 B．E中的石蕊试纸变红色 C．D、E中的石蕊试纸都变红色 D．D、E中的石蕊试纸都不变红色 (4)下列装置中能起到与F相同作用的是 (不定项)。 a． b． c． 3．将SO2气体通入碘水溶液中，溶液褪色，此过程中SO2表现出___________。 A．漂白性 B．还原性 C．氧化性和漂白性 D．还原性和漂白性 4．自然界中硫、氮循环是维持生态平衡的重要物质基础，含硫、含氮物质在生产或使用中不科学的方式也会带来危害，如酸雨、光化学烟雾、水华、PM2.5等。 (1)自然界中氮的循环如图所示。下列说法中不正确的是___________。 A．氮元素只被氧化 B．雷电作用下实现了自然固氮 C．其他元素也参与氮循环 D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 (2)写出人工固氮的化学反应方程式 ___________。 5．某化学兴趣小组利用以下装置探究氨气的性质。据图回答下列问题 (1)用装置收集氨气时，应选择氨气的进气口是 (选填“a”或“b”)。 (2)打开如图所示装置中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，用化学用语解释原因 。 (3)检验NH4+的方法是将待检物加入到试管中，然后___________。 A．加水溶解，用红色石蕊检验其酸碱性 B．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液 C．加热，用湿润的红色石蕊试纸放入试管口检验 D．加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验 考向6 硫酸化工生产 (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥农药、火药等， 1．硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是___________。 A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 2．硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿制备硫酸的工艺如下图所示。 (1)黄铁矿(即硫铁矿)主要成分的化学式是 。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率 B．步骤Ⅱ中选择的压强是高压 C．步骤Ⅲ中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂 D．图中每一步含硫物质均发生氧化反应 (3)某同学设计如图所示装置探究步骤Ⅱ中二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。已知装置A是用来制备SO2。 ①装置B的三个作用是a． ；b． ；c．通过观察气泡的速率，控制氧气和二氧化硫的通入比例。 ②实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是 、 。 ③D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填字母) 。 A．足量澄清石灰水 B．足量小苏打溶液 C．足量氯化钡溶液 D．足量稀硫酸 反应停止后，要通过测定装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量。在滤出沉淀前需要继续通氧气，使装置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收。 ④若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为m g，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是(选填字母) ，二氧化硫的转化率是 (用含有m、a、b c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。 a．装置F增加的质量a g b．装置A中亚硫酸钠减少的质量bg c．装置B增加的质量cg d．装置E增加的质量d g 考向7 硫酸工业的联合生产法 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期末)利用硫铁矿(主要成分FeS2)生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图： 1．硫原子的结构示意图是 ，水分子的结构式是 。 2．沸腾炉中，硫铁矿进行粉碎处理的目的是 。 3．转化器中的催化剂是 (填名称)，发生的主要反应是SO2与O2的反应，其化学方程式是 。 4．对于转化器中SO2的催化氧化反应，下列说法错误的是___________。 A．使用催化剂能加快化学反应速率 B．增大压强(减小容器容积)对反应速率无影响 C．降低反应温度，化学反应速率减慢 D．增大O2浓度，化学反应速率增大 5．下图是转化器，有关说法正确的是___________。 A．该装置能充分利用热能 B．进入转化器气体要净化操作 C．遇到上层催化剂时能达到SO2的最大转化率 D．该装置a端出来的气体只有SO3 6．混合气体是从吸收塔的 (选填“顶部”、“底部”或“中部”)，实际使用 (填试剂名称)吸收SO3。 7．制备硫酸时产生的尾气中含有SO3、SO2、O2，下列说法错误的是___________。 A．可以用氨水吸收尾气 B．可以用石灰乳吸收并生产石膏 C．可以循环利用SO2 D．可以设置超高空排放烟囱 8．固体X是 (填化学式)。加入固体X发生的反应离子方程式是 。 考向8 氮循环 (上海市格致中学二〇二四学年期末考试)氮元素的作用和功效氮元素是一种在生物体内起着极其重要作用的元素。它是维持生命系统正常运行的基本成分之一，不仅存在于人体中，也存在于其他生物体内。 1．氮循环是生物圈内的基本循环之一，自然界的氮循环如图所示： (1)上述过程中属于固氮作用的是_______。 A. 过程① B. 过程② C. 过程③ D. 过程④ (2)人工固氮的化学方程式是_______。 (3)过程⑤称为_______。 A．硝化作用 B．反硝化作用 (4)关于N2分子，有关说法错误的是_______。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为 C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 2．元素N的非金属性强于P，列举一个事实进行说明：_______。 3．在细菌的作用下，铵态氮(NH4+)与亚硝态氮(NO2-)可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O。 (1)用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目_______。 NH4++NO2-=N2↑+2H2O (2)反应中，若生成标准状况下2.24 L氮气时，转移的电子数为_______。 (3)NaNO3和NH4Cl是常见的两种化肥，含氮量是衡量氮肥肥效的重要指标，试从肥效、对土壤影响两个角度评价这两种氮肥_______。 考向9 非金属元素及其化合物的科学利用 (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)资源化利用二氧化硫，一方面能保护环境，另一方面能提高经济效益，具有深远意义。 1．下列生产、生活活动中，不易产生SO2的是___________。 A．燃放鞭炮 B．火力发电 C．火山爆发 D．海水晒盐 2．下列说法正确的是 A．的降水通常称为酸雨 B．NO2、SO2、CO2都是无色气体 C．氮氧化物(NOx)会造成光化学烟雾 D．NO2、SO2、CO2气体均为每日空气质量预报中的测量物质 3．以下关于SO2说法正确的是___________。 A．SO2能与氯气一样使紫色石蕊溶液先变红后褪色 B．SO2能使品红溶液和KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性 C．将SO2通入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成 D．将足量SO2缓慢通入H2S溶液中，溶液pH先变大后变小 4．工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸，在下图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了___________。 A．充分利用热能 B．防止形成酸雾 C．加速转化SO2 D．获取纯净SO3 5．研究SO2的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是___________。 制取SO2 B．收集SO2 验证SO2水溶液的酸性 验证SO2的还原性 6．钠碱法可用于废气中SO2的回收利用，该方法的启动吸收剂为NaOH溶液，捕捉SO2后生成Na2SO3和FeSO4·7H2O的混合液。 (1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验，用12g NaOH固体配成一定浓度的溶液，这些NaOH理论上最多可吸收SO2的体积约为 L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了0.10mol SO2，则反应后的吸收液中，所含溶质的化学式为 。 (2)“钙碱法”的工作原理与“钠碱法”相似，一般选择消石灰的悬浊液为吸收剂。请对照“钠碱法”，尝试通过比较反应物和生成物的不同性质，从生产成本和设备维护两方面对“钙碱法”做出评价： 。 7．土壤中的硝酸盐会被细菌分解。有一种细菌是利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐，其主要化学反应原理是：K2S+KNO3+H2O→N2+K2SO4+KOH (1)K、S、N、O元素的原子半径从大到小的顺序是 。 (2)上述反应中的各物质属于共价化合物是 ；生成单质的电子式为 。 (3)配平上述反应方程式，并标出电子转移的方向和数目 。 (4)上述反应改变了土壤的成分，从而对农业生产产生一定的不利影响，请选择任一角度进行简要说明： 。 考向10 非金属元素 (上海市育才中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。 1．将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。针对上述变化，下列分析正确的是___________。 A．该实验表明SO2有漂白性 B．白色沉淀为BaSO3 C．该实验表明FeCl3有还原性 D．反应后溶液酸性增强 2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) (SO3的熔点16.8℃，沸点44.8℃)。实验室利用该原理制取少量SO3，下列实验装置不能达到实验目的的是___________。 A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙干燥并混合SO2和O2 C．用装置丙制取并收集SO3 D．用装置丁吸收尾气中的SO2 3．有关浓硝酸与浓硫酸的对比错误的是___________。 A．在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳 B．长期露置在空气中，溶质质量分数都会变小 C．常温下都能用铁制或铝制容器盛放 D．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近都会有白烟生成 4．价类二维图是学习元素化合物的工具，a-g分别表示了氮元素不同价态所对应的物质，其关系如图所示。下列说法正确的是___________。 A．b在常温下可转化为c实现氮的固定 B．可用湿润的红色石蕊试纸检验a C．f属于强电解质 D．g受热一定可得到a 5．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是___________。 A．Cu做还原剂，HNO3做氧化剂 B．如果有8molHNO3被还原，则生成了2molNO C．每生成22.4L(标况)NO有3mol电子转移 D．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性 6．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下图。请回答下列问题。 (1)写出反应容器B中发生反应的化学方程式： 。 (2)吸收塔C中通入空气的目的是 ；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 (填反应容器代号)。 (3)写出工业上合成氨的化学方程式： 。 (4)二氧化氮为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式： ，当反应消耗0.15mol物质二氧化氮时，转移电子的物质的量为 。 考向11 人与自然和谐共生 (上海市嘉定区第二中学2023-2024学年高一下学期期末)习近平在纳扎巴耶夫大学回答学生问题时指出：“我们既在绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山”。改善空气质量、保护水土资源是实现美丽中国的基础。 1．下列环境治理中离子方程式书写正确的是 。 A．用除去废水中的Hg2+：Hg2++S2-= HgS↓ B．环保人员用漂白粉溶液脱除废气中的SO2：Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓ +Cl-+2H+ C．用氢氧化钠溶液吸收含NO2废气：NO2+2OH-=NO3-+H2O 2．重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液，甲废液经化验呈碱性，主要的有毒离子为Ba2＋，如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是___________。 A．Cu2＋和SO42- B．Cu2＋和Cl C．K＋和SO42- D．Ag＋和NO3- 3．防治好酸雨问题已成为全球环境工作者研究的重点课题，我国的酸雨主要是由于使用含硫燃料向大气中排放SO2造成的。下列说法正确的是___________。 A．为治理好酸雨，应严禁使用煤和石油 B．大量植树造林，可以缓解酸雨问题 C．显酸性的雨水就是酸雨 D．将酸雨收集裸置于空气中测其pH减小因为：2H2SO3+O2=2H2SO4 4．工业上常用氨水来将烟气中脱除，浓度为的氨水理论上最多可吸收标准状况下的 L。 5．NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理： Ⅰ、NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl Ⅱ、NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2 已知是弱酸，易挥发，有剧毒；、中元素的化合价相同为价。 (1)上述反应涉及到的第二周期元素的原子半径从小到大的顺序为 。 (2)第一次氧化时，溶液的应调节为 (选填“酸性”或“碱性”)；原因是 。 (3)第二段过程中，产物中既含离子键又含共价键的是 (填化学式)。 (4)配平第二次氧化时发生反应的离子方程式，标出电子转移方向和数目： ________________________________________________ 考向12 酸雨 (上海市进才中学2023-2024学年高一下学期期末)酸雨的定义是指pH＜5.6的雨水，其会导致土壤酸化，腐蚀建筑物和金属制品。 1．酸雨的形成原因主要是工业和汽车尾气中排放的SO2、NO、NO2在大气中经过一系列化学反应转化为H2SO4、HNO3这两种强酸溶解在雨水中，其转化流程如下图所示 (1)根据流程图可判断，上述反应中，不属于氧化还原反应的有 (选填序号) (2)请写出一种由上述反应中的元素组成的电解质的电离方程式 (要求不与上述流程图中出现过的物质重复) 2．为了应对酸雨对土壤的影响，可从化肥的选用上入手。以下适合用于酸雨地区庄稼的化肥有___________。 A．NH4Cl B．K2CO3 C．Na3PO4 D．Ca(NO3)2 3．NH4NO3作为含氮量较高的无机氮肥，在工业与生活中使用较为广泛。但其稳定性较差，在不同条件下的分解方程式如下： I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V (1)对于上述NH4NO3的分解反应，下列说法正确的有___________。 ①反应Ⅱ的氧化产物和还原产物是同一物质 ②反应Ⅲ有2种氧化产物 ③反应Ⅳ有2种还原产物 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ (2)反应Ⅲ中被还原的元素是 。 (3)请对反应V进行配平 。 (4)反应V中有0.5mol硝酸铵参加反应，则转移的电子为 mol。 (5)通过固氮等一系列反应可制得氮肥，下列反应中不涉及固氮反应的是___________。 A．工业合成氨 B．镁在空气中燃烧 C．植物将氮肥转化为氨基酸或酰胺等有机态 D．雷雨天大气中生成少量氮氧化物 4．已知世界上现有记载的“最强酸雨”pH可达到2，某实验小组将1680mL(S.T.P)的NO通过足量的O2与H2O模拟制备“最强酸雨”，若该过程中NO气体无损失，则可以制得的“酸雨”体积约为 L。 考向13 硫酸亚铁铵 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期末)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]俗称莫尔盐，为浅绿色晶体，它在空气中比一般的亚铁盐要稳定，不易放氧化，易溶于水，但不溶于乙醇。某小组设计如下实验制备莫尔盐： 步骤1：硫酸亚铁的制备 向盛有铁屑(已洗净)的锥形瓶中加入3 mol·L-1H2SO4溶液，加热，直至反应基本完成，制得硫酸亚铁溶液。 步骤2：硫酸亚铁铵的制备 向上述溶液中加入(NH4)2SO4固体制得混合溶液，“操作X”，冷却至室温析出硫酸亚铁铵晶体，过滤。 1．关于硫酸盐，下列说法正确的是___________。 A．晶体都含有结晶水 B．晶体都称为“矾” C．熔融时都能发生电离 D．都易溶于水 2．关于铁的氧化物，下列说法正确的是___________。 A．都能通过与氧气化合生成 B．Fe2O3可用作涂料 C．FeO可用于做磁铁 D．铁遇到浓盐酸能形成致密氧化膜 3．莫尔盐中的非金属元素原子半径由大到小的顺序是 。(填元素符号) 4．(NH4)2SO4中含有化学键类型为 。 5．步骤2为加快反应速率，需将试剂的温度保持在70～75℃，一般采取的加热方式是 。 6．步骤2中，“操作X”为 。 7．配制步骤2所需溶液的蒸馏水，需经煮沸并迅速冷却后再使用，“煮沸”的目的是 。 8．本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有杂质。检验步骤2所得溶液中是否有常用的试剂是 (填化学式)，若有，可以观察到的现象是 。 9．检验NH4+的方法是 。 实验小组为测定莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]的化学式，操作过程如下： ①称取质量为1.96g的莫尔盐，制成溶液； ②加入含0.001 mol KMnO4-的酸性溶液，一段时间后，MnO4-恰好完全被Fe2+还原为Mn2+。Fe2+恰好完全被MnO4-氧化为。方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。 10．通过计算得出n= 。 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 非金属元素及其化合物 内容概览 考向1 非金属元素及化合物 考向2 生活中的硫和氮 考向3 硫和氮(1) 考向4 硫和氮(2) 考向5 硫、氮及其化合物 考向6 硫酸化工生产 考向7 硫酸工业的联合生产法 考向8 氮循环 考向9 非金属元素及其化合物的科学利用 考向10 非金属元素 考向11 人与自然和谐共生 考向12 酸雨 考向13 硫酸亚铁铵 考向1 非金属元素及化合物 (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)自然界中碳、氮的循环是生命物质的组成元素，是维持生态平衡的重要物质基础。现代工业、农业、国防、航天、医院和日常生活都离不开这两种元素要。 1．下列化合物中不能由单质直接化合生成的是__________。 A．FeS B．Cu2S C．SO3 D．H2S 【答案】C 【解析】A项，Fe与S反应生成FeS，A正确；B项，Cu与S反应生成Cu2S，B正确；C项，S和O2化合生成SO2，C错误；D项，H2与S化合生成H2S，D正确；故选C。 2．常温下，将铁片投入浓H2SO4中，下列说法正确的是__________。 A．不发生反应 B．铁被钝化 C．产生大量SO2 D．产生大量H2 【答案】B 【解析】浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化反应，铁表面产生一层致密的氧化薄膜，阻碍反应的进行，故B正确。 3．某气体通入品红溶液，溶液红色褪去，再加热又溶液变回红色，该气体是__________。 A．H2S B．SO2 C．Cl2 D．HCl 【答案】B 【解析】二氧化硫具有漂白性，能与有色物质化合成不稳定的无色物质，该无色物质受热分解恢复原来的颜色，所以该气体为二氧化硫，故选B。 4．自然界中氮的部分循环过程如图，X中氮元素为价，则Y的颜色为 。请写出图中一个属于固氮过程的方程式 。NH3水溶液显 (填“酸、碱或中”)性。 【答案】红棕色 (或) 碱 【解析】氮元素化合价为+2价且是氧化物，则X为一氧化氮，一氧化氮继续氧化得二氧化氮，二氧化氮溶于水得硝酸。Y是二氧化氮，其颜色为红棕色；固氮过程是将游离态氮气转化为化合态氮的过程，和属于氮的固定；NH3水溶液中一水合氨电离使溶液显碱性。 考向2 生活中的硫和氮 (上海市嘉定区第二中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。回答以下问题： 1．与氮氧化物有关的全球性大气环境问题有__________。 A．酸雨 B．沙尘暴 C．光化学烟雾 D．白色污染 【答案】AC 【解析】A项，二氧化氮可与水反应生成硝酸造成酸雨，A有关；B项，沙尘暴是强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，B无关；C项，氮氧化物在空气中经太阳光照射可发生光化学反应，形成光化学污染，C有关；D项，白色污染一般指一次性塑料袋等，D无关；故选AC。 2．下列有关NH3的说法，不正确的是__________。 A．工业合成NH3属于人工固氮 B．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D．NH3制备NO体现了NH3的还原性 【答案】C 【解析】A项，合成氨是通过人工方法，使游离态的氮转化为化合态，合成氨是人工固氮重要途径，A正确；B项，氨气易液化，且气化时吸收大量的热，因此可作制冷剂，B正确；C项，氨气与浓硫酸会反应，生成硫酸铵，无水氯化钙会吸收氨气，故不能用浓硫酸或无水氯化钙干燥氨气，C错误；D项，NH3制备NO，化合价升高，被氧化做还原剂，体现了NH3的还原性，D正确；故选C。 3．常温下，下列物质中不能用铁质容器贮运的是__________。 A．浓硫酸 B．浓硝酸 C．浓盐酸 D．液氯 【答案】C 【解析】由题中不能用铁质容器贮运可知，根据铁的性质进行解答，能持续发生反应则不能用铁质容器来贮运。A项，常温下，铁在浓硫酸中发生钝化现象，故铁质容器可以贮运浓硫酸，故A不选；B项，常温下，铁在浓硝酸中发生钝化现象，故铁制容器可以贮运浓硝酸，故B不选；C项，盐酸是弱氧化性的酸，浓盐酸能和铁反应生成氢气，不能用铁质容器贮运，故C选；D项，液氯是纯的Cl2，常温下Fe与Cl2不反应，故液氯能用铁质容器贮运，故D不选；故选C。 4．氯化铵可做氮肥，使用时的注意事项 。(写一条即可) 【答案】铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，否则会降低肥效 【解析】草木灰(主要成分为K2CO3)的水溶液呈碱性，与铵根离子反应生成一水合氨，一水合氨不稳定会分解，故不能与铵态氮肥混合使用，避免降低肥效。 5．请回答下列问题： (1)若将SO2气体分别通入下边溶液中，发现BaCl2溶液中无明显现象，硫化氢溶液中看到 (填实验现象)，写出该反应的化学方程式 。 (2)将BaCl2中的溶液分成两份，分别滴加下列溶液，都产生了白色沉淀，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。 滴加的溶液 氯水 氨水 沉淀的化学式 【答案】(1)出现浅黄色浑浊 2H2S+SO2=3S↓ +2H2O (2) BaSO4 BaSO3 【解析】(1)二氧化硫与硫化氢溶液反应生成硫单质和水，观察到溶液中出现浅黄色浑浊，化学方程式为2H2S+SO2=3S↓ +2H2O； (2)通入SO2后的BaCl2溶液中含有+4价S元素，+4价S元素能被氯水氧化生成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成BaSO4；通入SO2后的BaCl2溶液能与氨水反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与BaCl2反应生成BaSO3，都产生白色沉淀。 6．将铜投入一定量浓硝酸中完全溶解，产生的氮氧化物气体用200 mL2mol·L-1NaOH溶液恰好完全吸收，得到含0.2mol NaNO3和若干摩尔NaNO2，则NaNO2为 mol，消耗的铜为 g。 【答案】0.8 51.2 【解析】根据钠元素守恒，n(NaNO2)=n(NaOH)-n(NaNO3)=2mol/L×0.5L-0.2mol=0.8mol，根据方程式，得生成0.2mol的NaNO3需要0.4mol的NO2，同时生成0.2mol的NaNO2，根据方程式可知，生成0.6molNaNO2需要n(NO)=N(NO2)=0.3mol，所以生成的气体中含有0.3molNO、0.7molNO2；反应中Cu失电子生成铜离子、硝酸得电子生成NO和NO2，根据转移电子守恒得，m(Cu)=0.8mol×64g/mol=51.2g。 考向3 硫和氮(1) (上海市行知中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。 1．下列各组中的两种物质作用时，反应条件温度、反应物用量、反应物浓度等改变，不会引起产物改变的是__________。 A．S和 B．NaOH和 C．Na和 D．Cu和 【答案】A 【解析】A项，S和O2反应的产物只有SO2，A正确；B项，NaOH和SO2反应时，SO2少量生成Na2SO3，SO2过量生成NaHSO3，B错误；C项，Na和O2在常温下生成Na2O、在加热条件下生成Na2O2，C错误；D项，Cu和浓HNO3反应放出NO2气体，Cu和稀HNO3反应放出NO气体，D错误；故选A。 2．1891年Engel首次制得S6分子，1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是__________。 A．S6和S8互为同位素 B．S6和S8分别与铜粉反应，所得产物均为CuS C．S6和S8分别与过量的氧气反应可以得到SO3 D．等质量的S6和S8分别与足量的热KOH溶液反应，消耗KOH的物质的量相同 【答案】D 【解析】A项，具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素，S6和S8都是单质，不是核素，A错误；B项，硫单质具有弱氧化性，与金属反应，生成低价金属硫化物，S6和S8都是硫元素的不同单质，化学性质相似，因此他们分别与铜粉反应，所得产物均为Cu2S，B错误；C项，不管氧气是过量还是少量，S6和S8分别氧气反应只能得到SO2，C错误；D项，等质量的S6和S8，其硫元素的物质的量相同，因此他们分别于足量的热KOH反应，消耗KOH的物质的量相同，D正确；故选D。 3．将足量的SO2通入BaCl2溶液中，无明显现象，当加入(或通入)某试剂(或气体)X 后有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是__________。 ①NaOH溶液 ②NaCl溶液 ③氨水溶液 ④新制氯水 ⑤H2S ⑥CO2 A．①②④ B．④⑤⑥ C．②③④⑥ D．①③④⑤ 【答案】D 【解析】①NaOH和SO2反应生成Na2SO3，Na2SO3和BaCl2生成白色沉淀BaSO3；②SO2和NaCl不反应，没有任何现象；③氨水和SO2反应生成(NH4)2SO3，(NH4)2SO3和BaCl2生成白色沉淀BaSO3；④氯水和SO2反应生成H2SO4和HCl，H2SO4和BaCl2生成白色沉淀BaSO4；⑤H2S和SO2反应生成淡黄色沉淀S；⑥CO2、SO2和BaCl2均不反应，无现象；所以有沉淀生成的是①③④⑤，故选D。 4．已知某物质X能发生如下转化： 下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是__________。 A．若X为NH3，则A为硝酸 B．若X为H2S，则A为亚硫酸或者硫酸 C．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A一定能与金属铜反应生成Y D．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③有可能为非氧化还原反应 【答案】C 【解析】A项，若X为NH3，则氨气和氧气反应转化为Y：NO，一氧化氮和氧气转化为Z：NO2，二氧化碳和水转化为A：HNO3，符合转化关系，故A正确；B项，若X为H2S，氧气少量时，生成硫单质和水，氧气过量时，生成二氧化硫和水，则Y为S或SO2，Z为SO2或SO3，A为亚硫酸或者硫酸，故B正确；C项，根据B项分析，若X 为H2S，Y可能为S，Z是SO2、A为亚硫酸，则亚硫酸不能与金属铜反应，故C错误；D项，物质与单质氧气的反应一定存在氧元素的化合价改变，属于氧化还原反应，即反应①和②一定为氧化还原反应；结合B选项，SO2、SO3和水的反应为非氧化还原反应，故D正确；故选C。 5．无色澄清溶液中可能含有Na+、Cl-、SO42-、H+、CO32-、HCO3-、Cu2+、Ba2+中的几种，且所含离子的物质的量浓度均相等。依次进行下列实验，所加试剂均过量，观察到现象如下： (1)取少量原溶液滴加2~3滴紫色石蕊试液，溶液变红 (2)取原溶液滴加BaCl2溶液和稀盐酸，生成2.33g白色沉淀 (3)向(2)中过滤所得滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成。结论正确的是__________。 A．该实验无法确定原溶液是否含有Cl- B．无法确定原溶液是否存在，可通过焰色试验确定 C．原溶液中可能含有Na+、Cl- D．原溶液中一定含有Na+、SO42-、H+，浓度均为0.1mol/L 【答案】D 【解析】溶液无色，不含Cu2+；(1)向溶液中滴加2～3滴紫色石蕊溶液，溶液变红，溶液呈酸性，则不含有CO32-、HCO3-，含有H+；(2)取100mL原溶液滴加BaCl2溶液和稀盐酸，生成2.33g白色沉淀，则含有SO42-，且n(SO42-)=n(BaSO4)==0.01mol，c(SO42-)==0.1mol/L，不含Ba2+；(3)向(2)中过滤所得的滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色AgCl沉淀生成，但(2)中加入BaCl2溶液和稀盐酸时引入了Cl-，则不能确定原溶液中是否含有Cl-；所含离子的物质的量浓度均相等，则c(H+)=c(SO42-)=0.1mol/L；根据溶液不显电性可知，原溶液中一定含有Na+，一定不含有Cl-。A项，原溶液中一定不含有Cl-，故A错误；B项，原溶液中一定含有Na+，故B错误；C项，原溶液中一定含有Na+，一定不含有Cl-，故C错误；D项，原溶液中一定含有Na+、SO42-、H+，所含离子的物质的量浓度均相等，均为0.1mol/L，故D正确；故选D。 6．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。请根据下图回答下列问题： (1)与图中的物质C常用于的检验，则C的化学式为 。 (2)浓硝酸与铜在加热条件下反应的化学方程式为 。 (3)如图装置可用于探究氯气和氨气的反应。实验时先通过三颈烧瓶瓶口1通入氨气，然后密封口1，再通过口2通入氯气，然后密封口2。实验中三颈烧瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体，发生反应的化学方程式为 ；实验完毕后，观察到如图装置中三颈烧瓶内还有黄绿色气体，简述如何操作才能不污染环境 。 (4)将3.2g铜与60mL一定浓度的硝酸充分反应，铜完全溶解，得到NO2和NO混合气体的体积为8.96L(已折算为标准状况下)。待产生的气体全部释放后，向溶液中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的铜离子全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。 【答案】(1)AgNO3 (2) Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (3) 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2 将活塞a打开，氯气即被氢氧化钠溶液吸收 (4)10 【解析】(1)HNO3与图中的物质C常用于Cl−的检验，则C的化学式为AgNO3； (2)浓硝酸与铜在加热条件下反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O； (3)实验中三颈瓶内出现白烟是反应生成的NH4Cl并在内壁凝结成固体，故发生反应的化学方程式为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，实验完毕后，观察到三颈瓶内还有黄绿色气体，氯气有毒不能直接排到空气中，氯气能够与氢氧化钠反应，可用氢氧化钠吸收过量的氯气，所以正确的操作是：将活塞a打开，氯气即被氢氧化钠溶液吸收； (4)恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量=混合气体的物质的量+NaOH的物质的量=+100×10-3L×2.0mol/L=0.6mol，则原硝酸溶液的浓度为c==10mol/。 考向4 硫与氮(2) 硫铁矿(含FeS2)是一种重要的化学矿物原料，也是工业制硫酸的主要原料，其煅烧过程及产物存在如图转化关系： 1．回答下列问题： (1)反应I的化学方程式为 。 (2)为了使反应I燃烧得更充分，可以采用的措施是 (1种即可)。 (3)BaCl2溶液中通入A无明显变化，若同时通入过量氨气，则生成白色沉淀，白色沉淀是 。(写化学式) (4)下列关于C的说法正确的是___________。 A．酸雨指的是pH<7的降水 B．浓硫酸可以和铁发生反应，不能用钢瓶盛装浓硫酸 C．浓硫酸有强氧化性，稀硫酸没有氧化性 D．稀硫酸长时间放置在空气中浓度会变高，浓硫酸长时间放置在空气中浓度会变低 (5)依据下列含硫物质间转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是___________。 ① ② ③ A． B． C． D．平衡后，只将反应③体系的体积压缩，则K3增大 【答案】(1) 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)将硫铁矿粉碎 (3)BaSO3 (4)D (5)A 【解析】硫铁矿与氧气反应生成A：SO2，A与氧气反应生成B：SO3，B与水反应生成C：H2SO4，A与水反应生成D：H2SO3，D与氧气反应生成硫酸。 (1)反应I的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2； (2)为了使反应I燃烧得更充分，可以采用的措施是：将硫铁矿粉碎； (3)BaCl2溶液中通入SO2无明显变化，若同时通入过量氨气，溶液中生成亚硫酸根，亚硫酸根与钡离子生成白色沉淀BaSO3；(4)A项，酸雨指的是pH<5.6的降水，A错误；B项，常温下铁遇浓硫酸钝化，能用钢瓶盛装浓硫酸，B错误；C项，浓硫酸有强氧化性，稀硫酸能和活泼金属反应产生氢气，具有氧化性，C错误；D项，稀硫酸长时间放置在空气中，水分蒸发，浓度会变高，浓硫酸长时间放置在空气中，吸收水分，浓度会变低，D正确；故选D； (5)A项，反应②=反应③-2反应①，故，A正确；B项，反应②燃烧不充分，反应③燃烧更充分，反应③放出的热量更多，故，B错误；C项，，故，C错误；D项，K只受温度影响，与压强无关，D错误；故选A。 2．工业上为防止SO2、NOx污染，研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。 (1)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2、NO转化为SO42-、NO3-。一定时间内，温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图，SO2的脱除率高于NO，可能的原因是 (1种即可)。 (2)细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如下图所示。 ①上图所示氮循环中，属于氮的固定的有 (填字母序号)。 A．N2转化为铵态氮 B．硝化过程 C．反硝化过程 ②反硝化过程中，含氮物质发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ③铵态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应为NH4++NO2-=N2+2H2O，当产生0.01mol氮气时，转移的电子数为 。 【答案】(1)SO2的还原性强于NO (2)A 还原 0.03NA 【解析】(1)NaClO溶液脱硫脱硝本质均是被NaClO氧化，故SO2的脱除率高于NO，可能的原因是：SO2的还原性强于NO； (2)①将氮气转化为含氮化合物的反应属于固氮反应，A将氮气转化为铵态氮属于固氮反应，硝化过程和反硝化过程不是固氮反应，故选A；②如图所示，反硝化过程中N元素化合价降低，属于还原反应；③在NH4++NO2-=N2+2H2O中，铵根离子中N元素由-3价升高为0价，产生1mol氮气转移3mol电子，故当产生0.01mol氮气时，转移的电子0.03mol，个数为0.03NA。 考向5 硫、氮及其化合物 (上海市闵行第三中学2023-2024学年高一下学期期末)硫、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。 1．部分含硫物质的分类与相应的化合价的关系如图，下列推断合理的是 A．硫元素的性质活泼，自然界中不存在a B．a能一步转化为c C．向e的水溶液中通入氯气可得到d D．d的浓溶液常用作干燥剂，可干燥b、f 【答案】C 【解析】A项，硫元素的性质活泼，但自然界中存在硫单质，主要在火山喷口处，故A不符合题意；B项，a不能一步转化为c，硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫在催化剂条件下和氧气反应生成三氧化硫，故B不符合题意；C项，向e的水溶液中通入氯气可得到d即亚硫酸和氯气发生反应生成硫酸和盐酸，故C符合题意；D项，d的浓溶液常用作干燥剂，可干燥b(二氧化硫)，但不能干燥f(氢硫酸)，氢硫酸和浓硫酸反应生成硫沉淀、二氧化硫和水，故D不符合题意。故选C。 2．某实验小组对的的性质进行探究。用如图所示装置进行实验。回答下列问题： (1)请写出A装置的主要反应方程式 。 (2)B中品红溶液褪色说明具有的性质是___________。 A．氧化性 B．还原性 C．漂白性 D．还原性和漂白性 (3)能说明与水反应生成了酸的实验现象是___________。 A．D中的石蕊试纸变红色 B．E中的石蕊试纸变红色 C．D、E中的石蕊试纸都变红色 D．D、E中的石蕊试纸都不变红色 (4)下列装置中能起到与F相同作用的是 (不定项)。 a． b． c． 【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2)C (3)B (4)bc 【解析】装置A中，铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、SO2和水，装置B中品红溶液用于检验生成的SO2，品红溶液褪色，装置C用于干燥SO2，装置D中干燥的石蕊试纸不变色，装置E中湿润的红色石蕊试纸变红色，装置F用于吸收过量的SO2。 【解析】(1)A中用铜和浓硫酸加热制取SO2，同时生成硫酸铜和水，反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O； (2)B中品红溶液褪色说明SO2具有漂白性，故选C； (3)SO2与水反应生成了H2SO3，H2SO3具有酸性，可以使E中湿润的石蕊试纸变红色，故选B； (4)F中NaOH溶液吸收二氧化硫，倒扣的漏斗起到防倒吸作用，b中的球形干燥管以及c中安全瓶都可以起到防止倒吸的作用，a中的苯在上层，起不到防止倒吸的作用，故选bc。 3．将SO2气体通入碘水溶液中，溶液褪色，此过程中SO2表现出___________。 A．漂白性 B．还原性 C．氧化性和漂白性 D．还原性和漂白性 【答案】B 【解析】将SO2气体通入碘水溶液中，溶液褪色，发生反应SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4，S元素化合价升高，SO2表现还原性，故选B。 4．自然界中硫、氮循环是维持生态平衡的重要物质基础，含硫、含氮物质在生产或使用中不科学的方式也会带来危害，如酸雨、光化学烟雾、水华、PM2.5等。 (1)自然界中氮的循环如图所示。下列说法中不正确的是___________。 A．氮元素只被氧化 B．雷电作用下实现了自然固氮 C．其他元素也参与氮循环 D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 (2)写出人工固氮的化学反应方程式 ___________。 【答案】(1)A (2)N2+3H22NH3 【解析】(1)A项，图中氮元素化合价升高被氧化，化合价降低被还原，则氮元素不全被氧化，故A错误；B项，雷电作用下氮气和氧气放电生成一氧化氮，将游离态的氮转化为化合态，是自然固氮，故B正确；C项，蛋白质参与氮循环，蛋白质中含有C、H、O、N等元素，则氮、氢、氧三种元素均参与了氮循环，故C正确；D项，硝酸盐转化为蛋白质，蛋白质转化为氨气或铵盐，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故D正确；故选A； (2)人工固氮将氮气转化为氨气，其化学方程式为：N2+3H22NH3。 5．某化学兴趣小组利用以下装置探究氨气的性质。据图回答下列问题 (1)用装置收集氨气时，应选择氨气的进气口是 (选填“a”或“b”)。 (2)打开如图所示装置中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，用化学用语解释原因 。 (3)检验NH4+的方法是将待检物加入到试管中，然后___________。 A．加水溶解，用红色石蕊检验其酸碱性 B．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液 C．加热，用湿润的红色石蕊试纸放入试管口检验 D．加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验 【答案】(1)a (2)NH3+H2ONH3∙H2ONH4++OH- (3)D 【解析】(1)由于氨气密度比空气的小，a进气口是向下排空气； (2)打开止水夹c，氨气溶于水造成压强差，观察到烧瓶内产生了红色喷泉，原因是氨水电离出氢氧根离子呈碱性，这一过程的化学方程式为：NH3+H2ONH3∙H2O NH4++OH-； (3)A项，铵盐和水混合不会产生氨气，将湿润的红色石蕊试纸放在试管中会显示红色，是因为铵根离子水解显示酸性，但是显酸性的溶液不一定是铵盐，故A错误；B项，加强碱溶液后加热，再滴入无色酚酞试液，因为强碱溶液呈碱性，不能确定是否有铵根离子，故B错误；C项，直接加热铵盐晶体虽然也可分解产生氨气，但同时会生成其他气体，混合气体及水蒸气在到达试管口之前即又冷却化合成为原铵盐晶体附着在试管壁上，故无法使湿润红色石蕊试纸变蓝，故C错误；D项，加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨气，则该盐中含有铵根离子，故D正确；故选D。 考向6 硫酸化工生产 (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥农药、火药等， 1．硫酸工业中，转化器发生催化氧化(2SO2＋O2SO3)的装置如图，下列说法正确的是___________。 A．a处进入的气体中SO2过量 B．沸腾炉中产生的气体直接从a处进入 C．a、b、c三处气体成分相同 D．d处出来的气体只含SO3 【答案】C 【解析】A项，为提高SO2的转化率，a处进入的气体应是氧气过量，故A项错误；B项，沸腾炉中出来的炉气，除了含有SO2、O2外还有水蒸气及其他杂质，水蒸气和杂质对设备和下一步进行的反应有害，因此必须进行净化和干燥处理，故B项错误；C项，a、b、c三处气体成分相同为二氧化硫和氧气，故C项正确；D项，d处出来的气体不只含SO3，是平衡状态时的混合气体，故D项错误；故选C。 2．硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿制备硫酸的工艺如下图所示。 (1)黄铁矿(即硫铁矿)主要成分的化学式是 。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率 B．步骤Ⅱ中选择的压强是高压 C．步骤Ⅲ中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂 D．图中每一步含硫物质均发生氧化反应 (3)某同学设计如图所示装置探究步骤Ⅱ中二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。已知装置A是用来制备SO2。 ①装置B的三个作用是a． ；b． ；c．通过观察气泡的速率，控制氧气和二氧化硫的通入比例。 ②实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是 、 。 ③D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填字母) 。 A．足量澄清石灰水 B．足量小苏打溶液 C．足量氯化钡溶液 D．足量稀硫酸 反应停止后，要通过测定装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量。在滤出沉淀前需要继续通氧气，使装置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收。 ④若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为m g，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是(选填字母) ，二氧化硫的转化率是 (用含有m、a、b c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。 a．装置F增加的质量a g b．装置A中亚硫酸钠减少的质量bg c．装置B增加的质量cg d．装置E增加的质量d g 【答案】(1) FeS2 (2)BD (3)干燥氧气和二氧化硫 使氧气和二氧化硫混合均匀 该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成 影响催化剂的活性 C ad 【解析】黄铁矿高温下与氧气反应得到二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温作用下得到三氧化硫，再用98.3%的浓硫酸作吸收剂得到硫酸；(3)装置A制备二氧化硫，装置B干燥氧气和二氧化硫，同时混合二者，装置C中二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，装置D吸收三氧化硫，装置E检验二氧化硫的性质，装置F吸收尾气。 (1)根据所学知识知，黄铁矿主要成分的化学式是FeS2。 (2)A项，步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率，故A正确；B项，该反应为气体计量数减少的反应，压强增大则平衡正向移动，虽然理论上高压有利于三氧化硫的生成，但在常压条件下，SO2的转化率已经达到92%以上，因此通常采用常压操作以简化设备和降低成本，故B错误；C项，为了减少酸雾，步骤Ⅲ中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂，故C正确；D项，步骤Ⅲ含硫物质没有发生氧化反应，故D错误；故选BD。 (3)①装置B的三个作用是：通过观察A装置可判断其作用除了冒气泡的速率来控制气体流量，还可以干燥氧气和二氧化硫，氧气和二氧化硫混合均匀；②由于该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成，且影响催化剂的活性，所以实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，故答案为：该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成；影响催化剂的活性；③由于进入装置D的气体有二氧化硫、三氧化硫和氧气，实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，所以盛放的溶液是足量氯化钡溶液，故选C；④从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为mg，则mg为硫酸钡沉淀，n(BaSO4)=n(SO3)=，已经知道转化了的二氧化硫，只要再告诉反应前的二氧化硫的物质的量或者反应后的二氧化硫的物质的量，就可以计算出二氧化硫的转化率，所以实验时还需要测定的数据为装置F增加的质量a g、装置E增加的质量d g，故选ad；总的二氧化硫的物质的量是，所以二氧化硫的转化率为：。 考向7 硫酸工业的联合生产法 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期末)利用硫铁矿(主要成分FeS2)生产硫酸和绿矾(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图： 1．硫原子的结构示意图是 ，水分子的结构式是 。 2．沸腾炉中，硫铁矿进行粉碎处理的目的是 。 3．转化器中的催化剂是 (填名称)，发生的主要反应是SO2与O2的反应，其化学方程式是 。 4．对于转化器中SO2的催化氧化反应，下列说法错误的是___________。 A．使用催化剂能加快化学反应速率 B．增大压强(减小容器容积)对反应速率无影响 C．降低反应温度，化学反应速率减慢 D．增大O2浓度，化学反应速率增大 5．下图是转化器，有关说法正确的是___________。 A．该装置能充分利用热能 B．进入转化器气体要净化操作 C．遇到上层催化剂时能达到SO2的最大转化率 D．该装置a端出来的气体只有SO3 6．混合气体是从吸收塔的 (选填“顶部”、“底部”或“中部”)，实际使用 (填试剂名称)吸收SO3。 7．制备硫酸时产生的尾气中含有SO3、SO2、O2，下列说法错误的是___________。 A．可以用氨水吸收尾气 B．可以用石灰乳吸收并生产石膏 C．可以循环利用SO2 D．可以设置超高空排放烟囱 8．固体X是 (填化学式)。加入固体X发生的反应离子方程式是 。 【答案】1． H-O-H 2．增大接触面，提高反应速率 3．五氧化二钒 4．B 5．AB 6．底部 98.3%的硫酸 7．D 8．Fe Fe+2Fe3+=3Fe2+ 【解析】燃烧黄铁矿生成二氧化硫得到混合气Ⅰ，二氧化硫接触室中催化氧化和氧气生成三氧化硫得到混合气Ⅱ，三氧化硫在吸收塔中生成硫酸；得到烧渣加入硫酸和氧气得到含量硫、二氧化硅的固体和含硫酸铁的溶液Ⅰ，硫酸铁加入铁单质转化为硫酸亚铁且不引入新杂质得到溶液Ⅱ，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得到绿矾。 1．硫为16号元素，其原子的结构示意图是，水分子为共价分子，其结构式是H-O-H； 2．在沸腾炉中，原料黄铁矿是固体、空气是气体，为了加快反应速率，所以要将黄铁矿粉碎，增大接触面，提高反应速率； 3．转化器中的催化剂是为五氧化二钒，发生的主要反应是SO2与O2催化氧化生成三氧化硫，其化学方程式是：； 4．A项，使用催化剂能降低反应活化能，加快化学反应速率，A正确；B项，增大压强(减小容器容积)可以增大反应物的浓度，增加反应速率，B错误；C项，降低反应温度，活化分子比例减小，化学反应速率减慢，C正确；D项，增大O2浓度，物质浓度增大，化学反应速率增大，D正确；故选B。 5．A项，该装置利用反应放出的热量对初始反应物进行预热，能充分利用热能，A正确；B项，进入转化器气体要净化操作，防止杂质使得催化剂中毒，B正确；C项，催化剂加快反应速率，但是不改变平衡移动，不能提高物质转化率，C错误；D项，反应为可逆反应，该装置a端出来的气体中含有二氧化硫、氧气、SO3，D错误；故选AB。 6．吸收塔中SO3如果用水吸收，发生反应：SO3+H2O=H2SO4，该反应为放热反应，放出的热量易导致酸雾形成，阻隔在三氧化硫和水之间，阻碍水对三氧化硫的吸收；而浓硫酸的沸点高，难以气化，不会形成酸雾，同时三氧化硫易溶于浓硫酸，所以工业上从吸收塔顶部喷洒98.3%的硫酸作吸收液，混合气体II是从吸收塔的底部进入，最终得到“发烟”硫酸； 7．A项，氨水溶液显碱性，能吸收尾气中的二氧化碳、三氧化硫，A正确；B项，氢氧化钙吸收二氧化硫、三氧化硫，在氧气条件下氧化可以得到硫酸钙，用于生产石膏，B正确；C项，二氧化硫可以循环利用，从而充分利用资源，提高原理利用率，C正确；D项，超高空排放烟囱仍然会排放有毒气体，导致污染，D错误；故选D。 8．由分析可知，X是Fe，铁和铁离子反应生成亚铁离子，发生的反应离子方程式是：。 考向8 氮循环 (上海市格致中学二〇二四学年期末考试)氮元素的作用和功效氮元素是一种在生物体内起着极其重要作用的元素。它是维持生命系统正常运行的基本成分之一，不仅存在于人体中，也存在于其他生物体内。 1．氮循环是生物圈内的基本循环之一，自然界的氮循环如图所示： (1)上述过程中属于固氮作用的是_______。 A. 过程① B. 过程② C. 过程③ D. 过程④ (2)人工固氮的化学方程式是_______。 (3)过程⑤称为_______。 A．硝化作用 B．反硝化作用 (4)关于N2分子，有关说法错误的是_______。 A．N2分子中含有共价键 B．N2分子的结构式可表示为 C．氮气液化时，N2分子间平均距离变小 D．氮气液化，可通过增加压强或降低温度 【答案】(1)AB (2) (3)B (4)B 【解析】(1)氮的固定是指氮元素从游离态转化为化合态，结合图中所示信息可知，过程①过程②均是固氮作用，故选AB。 (2)人工固氮反应为氮气和氢气高温高压催化反应生成氨气，化学方程式是； (3)过程⑤硝酸根离子转化为氮气，称为反硝化作用，故选B。 (4)A．N2分子中两个氮原子形成共价键，A正确； B．N2分子中存在氮氮叁键，结构式可表示为，B错误； C．氮气液化时，从气态变为液态，N2分子间平均距离变小，C正确； D．增大压强或降低温度，能减小分子之间的距离，氮气液化可通过增加压强或降低温度实现，D正确； 故选B。 2．元素N的非金属性强于P，列举一个事实进行说明：_______。 【答案】硝酸酸性强于磷酸(氨气稳定性强于磷化氢等) 【解析】元素非金属性强弱的判断依据：①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性)，非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定)，元素的非金属性越强，反之越弱；②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱．最高价含氧酸的酸性越强，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱；③氧化性越强的非金属元素单质，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱。故硝酸酸性强于磷酸(氨气稳定性强于磷化氢等)，说明元素N的非金属性强于P。 3．在细菌的作用下，铵态氮(NH4+)与亚硝态氮(NO2-)可以转化为氮气，所涉及的离子方程式为：NH4++NO2-=N2↑+2H2O。 (1)用单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目_______。 NH4++NO2-=N2↑+2H2O (2)反应中，若生成标准状况下2.24 L氮气时，转移的电子数为_______。 (3)NaNO3和NH4Cl是常见的两种化肥，含氮量是衡量氮肥肥效的重要指标，试从肥效、对土壤影响两个角度评价这两种氮肥_______。 【答案】(1) (2)0.3NA (3)硝酸钠氮含量低于氯化铵，肥效弱于氯化铵；氯化铵使用过多会导致土壤酸化 【解析】(1)NH4+中N元素化合价从−3升高到0，NO2-中N元素化合价从+3降低到0，； (2)标准状况下，2.24L氮气的物质的量，根据反应方程式，生成1mol氮气转移3mol电子，那么生成0.1mol氮气转移的电子数为0.3NA； (3)从肥效角度：NaNO3中N元素以NO3-形式存在，可直接被植物根系吸收；NH4Cl中N元素以NH4+形式存在，需先被土壤中的细菌转化为NO3-等可吸收形式，所以NaNO3肥效更快。从对土壤影响角度：长期施用NH4Cl，NH4+被植物吸收后，会有H+留在土壤中，使土壤酸性增强，导致土壤酸化；而NaNO3一般不会引起土壤酸化问题 ；故答案为：硝酸钠氮含量低于氯化铵，肥效弱于氯化铵；氯化铵使用过多会导致土壤酸化。 考向9 非金属元素及其化合物的科学利用 (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)资源化利用二氧化硫，一方面能保护环境，另一方面能提高经济效益，具有深远意义。 1．下列生产、生活活动中，不易产生SO2的是___________。 A．燃放鞭炮 B．火力发电 C．火山爆发 D．海水晒盐 【答案】D 【解析】A项，炸药中含有硫，燃放鞭炮易产生SO2，故不选A；B项，火力发电需要燃煤，煤炭燃烧能生成SO2，故不选B；C项，火山爆发产生二氧化硫、硫化氢等气体，故不选C；，D项，海水晒盐是物理变化，不产生二氧化硫，故选D；故选D。 2．下列说法正确的是 A．的降水通常称为酸雨 B．NO2、SO2、CO2都是无色气体 C．氮氧化物(NOx)会造成光化学烟雾 D．NO2、SO2、CO2气体均为每日空气质量预报中的测量物质 【答案】C 【解析】A项，pH＜5.6的降水通常称为酸雨，A错误；B项，NO2是红棕色气体，B错误；C项，光化学烟雾的形成与氮氧化物有关，C正确；D项，二氧化碳是空气的成分之一，不列入空气质量预报中的测量物质，D错误；故选C。 3．以下关于SO2说法正确的是___________。 A．SO2能与氯气一样使紫色石蕊溶液先变红后褪色 B．SO2能使品红溶液和KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性 C．将SO2通入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成 D．将足量SO2缓慢通入H2S溶液中，溶液pH先变大后变小 【答案】CD 【解析】A项，SO2溶于水生成H2SO3，溶液呈酸性，能使紫色石蕊溶液变红，但不能使其褪色，A错误；B项，SO2能使品红溶液褪色，体现了SO2的漂白性，SO2能使KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性，B错误；C项，SO2通入硝酸钡溶液中，SO2溶于水生成H2SO3，溶液呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能将亚硫酸氧化为硫酸，硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡白色沉淀，所以将SO2通入Ba(NO3)2溶液有白色沉淀硫酸钡生成，C正确；D项，足量SO2缓慢通入H2S溶液中，先发生反应：SO2+2H2S=3S↓+2H2O，H2S被消耗，酸性减弱pH变大，过量的SO2再与水反应生成H2SO3，酸性增强pH变小，所以溶液pH先变大后变小，D正确；故选CD。 4．工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸，在下图装置中完成“SO2转化”工序。使用该装置实现了___________。 A．充分利用热能 B．防止形成酸雾 C．加速转化SO2 D．获取纯净SO3 【答案】AC 【解析】A项，SO2催化氧化为SO3时，催化剂在较高温度下才能表现出较强的催化能力，吸收SO3时，低温有利于SO3的吸收，所以将生成SO3放出的热量传递给SO2和O2的混合气，可充分利用热能，A正确；B项，在吸收SO3时，利用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可防止形成酸雾，与本段工序无关，B不正确；C项，将催化氧化产生的热量传递给SO2和O2的混合气，一方面可升高温度，另一方面可提高催化性能，有利于加速转化SO2，C正确；D项，SO2催化氧化生成SO3的反应为可逆反应，不可能获取纯净的SO3，D不正确；故选AC。 5．研究SO2的性质有利于探索其资源化利用。下列实验方案设计正确的是___________。 制取SO2 B．收集SO2 验证SO2水溶液的酸性 验证SO2的还原性 【答案】C 【解析】A项，铜和稀硫酸不反应，不能用铜和稀硫酸制取二氧化硫，故A错误；B项，二氧化硫的密度大于空气，用向上排空气法收集二氧化硫，故B错误；C项，二氧化硫通入石蕊溶液，溶液变红，证明二氧化硫的水溶液呈酸性，故C正确；D项，二氧化硫和硫化氢反应生成S和水，证明二氧化硫的氧化性，故D错误；故选C。 6．钠碱法可用于废气中SO2的回收利用，该方法的启动吸收剂为NaOH溶液，捕捉SO2后生成Na2SO3和FeSO4·7H2O的混合液。 (1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验，用12g NaOH固体配成一定浓度的溶液，这些NaOH理论上最多可吸收SO2的体积约为 L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了0.10mol SO2，则反应后的吸收液中，所含溶质的化学式为 。 (2)“钙碱法”的工作原理与“钠碱法”相似，一般选择消石灰的悬浊液为吸收剂。请对照“钠碱法”，尝试通过比较反应物和生成物的不同性质，从生产成本和设备维护两方面对“钙碱法”做出评价： 。 【答案】(1) 6.72 NaOH、Na2SO3 (2)原料消石灰价格低于烧碱，所以成本更低，但产物CaSO3难溶于水，可能堵塞管道 【解析】(1)当NaOH和SO2反应生成亚硫酸氢钠时吸收的二氧化硫最多，方程式为：NaOH+SO2=NaHSO3，因此NaOH，最多吸收0.3mol×22.4L/mol=6.72L二氧化硫；当只吸收0.1mol二氧化硫时，只发生反应：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，则溶质包括NaOH、Na2SO3。 (2)消石灰为氢氧化钙，相比氢氧化钠更加便宜易得，而使用消石灰时生成的亚硫酸钙难溶，亚硫酸钠易溶，因此使用钙碱法时需要定期除垢。 7．土壤中的硝酸盐会被细菌分解。有一种细菌是利用土壤中的硫化物来分解硝酸盐，其主要化学反应原理是：K2S+KNO3+H2O→N2+K2SO4+KOH (1)K、S、N、O元素的原子半径从大到小的顺序是 。 (2)上述反应中的各物质属于共价化合物是 ；生成单质的电子式为 。 (3)配平上述反应方程式，并标出电子转移的方向和数目 。 (4)上述反应改变了土壤的成分，从而对农业生产产生一定的不利影响，请选择任一角度进行简要说明： 。 【答案】(1)K＞S＞N＞O (2)H2O 、 (3) (4)土壤中的硝酸盐被细菌与硫化物分解成N2，使得土壤中氮元素流失，肥力下降或土壤中的硝酸盐在细菌的作用下生成KOH，使得土壤pH增大，易盐碱化 【解析】(1)一般情况下，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，K、S、N、O元素的原子半径从大到小的顺序是：K＞S＞N＞O； (2)共价化合物是只含有共价键的化合物，上述反应中的各物质属于共价化合物是H2O；氮气的电子式是； (3)S元素化合价从-2升高到+6，变化8，N元素化合价从+5降到0价，变化5，最小公倍数为40，所以硫化钾和硫酸钾的系数均为5，KNO3的系数为8，N2的系数为4，根据原子守恒可得：； (4)土壤中的硝酸盐被细菌与硫化物分解成N2，使得土壤中氮元素流失，肥力下降或土壤中的硝酸盐在细菌的作用下生成KOH，使得土壤pH增大，易盐碱化。 考向10 非金属元素 (上海市育才中学2023-2024学年高一下学期期末)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。 1．将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。针对上述变化，下列分析正确的是___________。 A．该实验表明SO2有漂白性 B．白色沉淀为BaSO3 C．该实验表明FeCl3有还原性 D．反应后溶液酸性增强 【答案】D 【解析】往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。是因为SO2+H2O=H2SO3(亚硫酸)，H2SO3具有很强的还原性，而Fe3+具有较强的氧化性，所以SO32-和Fe3+发生反应，生成Fe2+和SO42-，所以溶液颜色由黄变绿(Fe2+)，同时有白色沉淀(BaSO4)同时有H2SO4生成，所以酸性增强。A项，该实验表明SO2有还原性，A错误；B项，白色沉淀为BaSO4不是亚硫酸钡，B错误；C项，该实验表明FeCl3具有氧化性，C错误；D项，反应后溶液酸性增强，D正确；故选D。 2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) (SO3的熔点16.8℃，沸点44.8℃)。实验室利用该原理制取少量SO3，下列实验装置不能达到实验目的的是___________。 A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙干燥并混合SO2和O2 C．用装置丙制取并收集SO3 D．用装置丁吸收尾气中的SO2 【答案】A 【解析】A项，铜能与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，但常温下与浓硫酸不反应，则装置甲不能达到制取二氧化硫的实验目的，故A符合题意；B项，由实验装置图可知，装置乙中盛有的浓硫酸用于干燥并混合二氧化硫和氧气，则装置乙能达到实验目的，故B不符合题意；C项，由实验装置图可知，装置丙的硬质玻璃管中二氧化硫和氧气在五氧化二钒做催化剂条件下共热发生催化氧化反应生成三氧化硫，盛放在冰水中的U形管用于冷凝收集三氧化硫，则装置丙能达到实验目的，故C不符合题意；D项，由实验装置图可知，装置丁中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，则装置丁能达到实验目的，故D不符合题意；故选A。 3．有关浓硝酸与浓硫酸的对比错误的是___________。 A．在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳 B．长期露置在空气中，溶质质量分数都会变小 C．常温下都能用铁制或铝制容器盛放 D．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近都会有白烟生成 【答案】D 【解析】A项，浓硝酸与浓硫酸都具有强氧化性，在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳，A正确；B项，浓硝酸易挥发，浓硫酸具有吸水性，长期露置在空气中，溶质质量分数都会变小，B正确；C项，铁、铝常温下遇浓硝酸、浓硫酸钝化，因此常温下浓硝酸与浓硫酸都能用铁制或铝制容器盛放，C正确；D项，浓硝酸易挥发，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近会有白烟生成，浓硫酸没有此现象，D错误；故选D。 4．价类二维图是学习元素化合物的工具，a-g分别表示了氮元素不同价态所对应的物质，其关系如图所示。下列说法正确的是___________。 A．b在常温下可转化为c实现氮的固定 B．可用湿润的红色石蕊试纸检验a C．f属于强电解质 D．g受热一定可得到a 【答案】B 【解析】根据价类二维图，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2或N2O4，e为HNO3，f为NH3·H2O，g为铵盐。A项，N2在高温或放电条件下能转化为NO，A错误；B项，可用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，试纸变蓝，B正确；C项，NH3·H2O属于弱电解质，C错误；D项，铵盐受热易分解，但不一定都能生成氨气，D错误；故选B。 5．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是___________。 A．Cu做还原剂，HNO3做氧化剂 B．如果有8molHNO3被还原，则生成了2molNO C．每生成22.4L(标况)NO有3mol电子转移 D．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性 【答案】B 【解析】A项，因反应中Cu元素的化合价升高，N元素的化合价降低，则反应中Cu做还原剂，HNO3做氧化剂，A正确；B项，硝酸有部分表现酸性，如果有2molHNO3被还原，则生成了2molNO，B错误；C项，硝酸得电子，氮元素化合价由+5降低到+2，每生成22.4L(标况)NO有3mol电子转移，C正确；D项，反应中硝酸有部分表现酸性生成硝酸铜，故HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性，D正确；故选B。 6．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下图。请回答下列问题。 (1)写出反应容器B中发生反应的化学方程式： 。 (2)吸收塔C中通入空气的目的是 ；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是 (填反应容器代号)。 (3)写出工业上合成氨的化学方程式： 。 (4)二氧化氮为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式： ，当反应消耗0.15mol物质二氧化氮时，转移电子的物质的量为 。 【答案】(1) 4NH3+5O24NO+6H2O (2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C (3) (4)3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO 0.1mol 【解析】A中氮气和氢气在高温高压催化剂的条件下生成氨气，在B中氨气与氧气在加热和催化剂的条件下生成NO，NO易氧化，故在C中被氧气氧化与水结合生成硝酸，硝酸与氨气结合生成硝酸铵。 (1)反应容器B中发生反应是氨气的催化氧化，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O； (2)在整个生产流程中，吸收塔C中通入空气的目的是将一氧化氮氧化成二氧化氮；C中NO转化为NO2是氧化还原反应，而D中硝酸吸收氨气生成硝酸铵是非氧化还原反应； (3)工业上合成氨的化学方程式； (4)二氧化氮为红棕色气体，与水反应生成硝酸，离子方程式：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO；当反应消耗0.15mol物质二氧化氮时，转移电子的物质的量为0.15mol×=0.1mol。 考向11 人与自然和谐共生 (上海市嘉定区第二中学2023-2024学年高一下学期期末)习近平在纳扎巴耶夫大学回答学生问题时指出：“我们既在绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山”。改善空气质量、保护水土资源是实现美丽中国的基础。 1．下列环境治理中离子方程式书写正确的是 。 A．用除去废水中的Hg2+：Hg2++S2-= HgS↓ B．环保人员用漂白粉溶液脱除废气中的SO2：Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓ +Cl-+2H+ C．用氢氧化钠溶液吸收含NO2废气：NO2+2OH-=NO3-+H2O 【答案】B 【解析】A项，硫化亚铁难溶于水不能拆，故离子方程式为Hg2++FeS= HgS↓+Fe2+，A错误；B项，次氯酸根离子具有氧化性，二氧化硫具有还原性，故离子方程式为Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓ +Cl-+2H+，B正确；C项，用氢氧化钠溶液吸收含NO2废气，离子方程式为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O，C错误；故选B。 2．重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液，甲废液经化验呈碱性，主要的有毒离子为Ba2＋，如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性和碱性均明显降低。则乙废液中可能含有的离子是___________。 A．Cu2＋和SO42- B．Cu2＋和Cl C．K＋和SO42- D．Ag＋和NO3- 【答案】A 【解析】A项，Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓、Ba2++SO42-=BaSO4↓，如将甲、乙两废液按一定比例混合，能实现毒性和碱性均明显降低，A符合题意；B项，Cu2＋+2OH-=Cu(OH)2↓仅能使碱性明显降低，不能是毒性减小，B不合题意；C项，Ba2++SO42-=BaSO4↓仅能使毒性明显减小，碱性没有明显降低，C不合题意；D项，Ag＋+OH-=AgOH，2AgOH=Ag2O+H2O仅能使碱性明显降低，不能是毒性减小甚至因Ag+的引入反而增强，D不合题意；故选A。 3．防治好酸雨问题已成为全球环境工作者研究的重点课题，我国的酸雨主要是由于使用含硫燃料向大气中排放SO2造成的。下列说法正确的是___________。 A．为治理好酸雨，应严禁使用煤和石油 B．大量植树造林，可以缓解酸雨问题 C．显酸性的雨水就是酸雨 D．将酸雨收集裸置于空气中测其pH减小因为：2H2SO3+O2=2H2SO4 【答案】D 【解析】A项，煤和石油是当今社会的主要能源，不能禁止使用，A错误；B项，大量植树造林，数目通过光合作用吸收二氧化碳产生氧气，不会缓解酸雨，B错误；C项，pH小于5.6的雨水是酸雨，C错误；D项，将酸雨收集裸置于空气中测其pH减小，这是因为2H2SO3+O2=2H2SO4，弱酸变为强酸，酸性增强，pH减小，D正确；故选D。 4．工业上常用氨水来将烟气中脱除，浓度为的氨水理论上最多可吸收标准状况下的 L。 【答案】112 【解析】氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸铵，化学方程式为SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O，1L浓度为10mol/L的氨水中一水合氨物质的量为10mol，根据化学方程式可知2mol一水合氨可以吸收1mol二氧化硫，则10mol一水合氨能吸收5mol二氧化硫，标况下为5mol×22.4L/mol=112L。 5．NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理： Ⅰ、NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl Ⅱ、NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2 已知是弱酸，易挥发，有剧毒；、中元素的化合价相同为价。 (1)上述反应涉及到的第二周期元素的原子半径从小到大的顺序为 。 (2)第一次氧化时，溶液的应调节为 (选填“酸性”或“碱性”)；原因是 。 (3)第二段过程中，产物中既含离子键又含共价键的是 (填化学式)。 (4)配平第二次氧化时发生反应的离子方程式，标出电子转移方向和数目： ________________________________________________ 【答案】(1)C>N>O (2)碱性 防止生成HCN，造成人员中毒或者污染空气 (3)Na2CO3 (4) 【解析】(1)上述反应涉及到的第二周期元素的原子有C、N、O，根据电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小可知，半径：C>N>O； (2)NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN造成中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调为碱性； (3)碳酸钠既含离子键又含共价键，二氧化碳、氮气只有共价键，氯化钠只有离子键； (4)第二次氧化时发生反应的离子方程式为，用双线桥法表示电子转移方向和数目为：。 考向12 酸雨 (上海市进才中学2023-2024学年高一下学期期末)酸雨的定义是指pH＜5.6的雨水，其会导致土壤酸化，腐蚀建筑物和金属制品。 1．酸雨的形成原因主要是工业和汽车尾气中排放的SO2、NO、NO2在大气中经过一系列化学反应转化为H2SO4、HNO3这两种强酸溶解在雨水中，其转化流程如下图所示 (1)根据流程图可判断，上述反应中，不属于氧化还原反应的有 (选填序号) (2)请写出一种由上述反应中的元素组成的电解质的电离方程式 (要求不与上述流程图中出现过的物质重复) 【答案】(1)①③ (2)NH4NO3=NH4++NO3- 【解析】SO2溶于水，与水发生反应①产生H2SO3：SO2+H2O=H2SO3；H2SO3与O2发生反应②，产生H2SO4，反应方程式为：2H2SO3+O2=2H2SO4；SO3溶于水，与水发生反应③，产生H2SO4，反应方程式为：SO3+H2O=H2SO4；SO2与O2在催化剂存在条件下发生反应④产生SO3，该反应是可逆反应，该反应的化学方程式为：2SO2+O22SO3，NO与O2在常温下发生反应⑤产生NO2，2NO+O2=2NO2，NO2溶于水，发生反应⑥产生HNO3、NO，该反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO。 (1)氧化还原反应的特征是元素化合价的变化，若反应过程中有元素化合价发生了变化，则该反应就属于氧化还原反应，否则就属于非氧化还原反应。在上述反应中，反应①③中元素化合价都没有变化，属于非氧化还原反应；反应②④⑤⑥中有元素的化合价变化，这四个反应属于氧化还原反应； (2)由上述反应中的元素组成的电解质(不与上述流程图中出现过的物质重复)的电解质，如NH4NO3是一种强电解质，其在水中完全电离产生NH4+、NO3-，电离方程式为：NH4NO3= NH4++ NO3-。 2．为了应对酸雨对土壤的影响，可从化肥的选用上入手。以下适合用于酸雨地区庄稼的化肥有___________。 A．NH4Cl B．K2CO3 C．Na3PO4 D．Ca(NO3)2 【答案】BC 【解析】A项，NH4Cl为强酸弱碱盐，溶于水后使溶液呈酸性，不能治理酸性土壤，A不符合题意；B项，K2CO3为强碱弱酸盐，溶于水后使溶液呈碱性，可与酸作用，从而改良酸性土壤，B符合题意；C项，Na3PO4 为强碱弱酸盐，溶于水后使溶液呈碱性，可改良酸性土壤，C符合题意；D项，Ca(NO3)2为强酸强碱盐，水溶液呈中性，不能改良酸性土壤，D不符合题意；故选BC。 3．NH4NO3作为含氮量较高的无机氮肥，在工业与生活中使用较为广泛。但其稳定性较差，在不同条件下的分解方程式如下： I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V (1)对于上述NH4NO3的分解反应，下列说法正确的有___________。 ①反应Ⅱ的氧化产物和还原产物是同一物质 ②反应Ⅲ有2种氧化产物 ③反应Ⅳ有2种还原产物 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ (2)反应Ⅲ中被还原的元素是 。 (3)请对反应V进行配平 。 (4)反应V中有0.5mol硝酸铵参加反应，则转移的电子为 mol。 (5)通过固氮等一系列反应可制得氮肥，下列反应中不涉及固氮反应的是___________。 A．工业合成氨 B．镁在空气中燃烧 C．植物将氮肥转化为氨基酸或酰胺等有机态 D．雷雨天大气中生成少量氮氧化物 【答案】(1)D (2)氮(或N) (3) 5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O↑ (4)1.5 (5)C 【解析】(1)①反应Ⅱ，NH4NO3中-3价N和+5价N都转化为0价N，所以氧化产物和还原产物都是N2，①正确；②反应Ⅲ中，O2、一部分N2是氧化产物，一部分N2是还原产物，则有2种氧化产物，②正确；③反应Ⅳ中，NO2、一部分N2是还原产物，一部分N2是氧化产物，则有2种还原产物，③正确；故选D。 (2)反应Ⅲ中，NH4NO3中-3价N和+5价N都转化为0价N，-2价O部分转化为0价O，被还原的元素是氮(或N)。 (3)反应V为NH4NO3→HNO3+N2↑+H2O↑，依据得失电子守恒，发生氧化反应的NH4+和发生还原反应的NO3-的个数比为5：3，由此进行配平为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O↑。 (4)反应V(5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O↑)中，可建立关系式为：5NH4NO3——15e-，则有0.5mol硝酸铵参加反应，则转移的电子为1.5mol。 (5)A项，工业上用N2与H2催化合成氨，属于氮的固定，A不符合题意；B项，镁在空气中燃烧，Mg与N2反应生成Mg3N2，属于氮的固定，B不符合题意；C项，植物将氮肥转化为氨基酸或酰胺等有机态    ，氮肥是化合态氮，不属于氮的固定，C符合题意；D项，雷雨天大气中，N2与O2反应生成少量氮氧化物，属于氮的固定，D不符合题意；故选C。 4．已知世界上现有记载的“最强酸雨”pH可达到2，某实验小组将1680mL(S.T.P)的NO通过足量的O2与H2O模拟制备“最强酸雨”，若该过程中NO气体无损失，则可以制得的“酸雨”体积约为 L。 【答案】7.5 【解析】n(NO)≈=0.075mol，由反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得出生成HNO3的物质的量为0.075mol，n(H+)=0.075mol，酸雨的pH=2，c(H+)=0.01mol/L，则制得的“酸雨”体积约为=7.5L。 考向13 硫酸亚铁铵 (上海市松江九峰实验学校2023-2024学年高一下学期期末)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]俗称莫尔盐，为浅绿色晶体，它在空气中比一般的亚铁盐要稳定，不易放氧化，易溶于水，但不溶于乙醇。某小组设计如下实验制备莫尔盐： 步骤1：硫酸亚铁的制备 向盛有铁屑(已洗净)的锥形瓶中加入3 mol·L-1H2SO4溶液，加热，直至反应基本完成，制得硫酸亚铁溶液。 步骤2：硫酸亚铁铵的制备 向上述溶液中加入(NH4)2SO4固体制得混合溶液，“操作X”，冷却至室温析出硫酸亚铁铵晶体，过滤。 1．关于硫酸盐，下列说法正确的是___________。 A．晶体都含有结晶水 B．晶体都称为“矾” C．熔融时都能发生电离 D．都易溶于水 2．关于铁的氧化物，下列说法正确的是___________。 A．都能通过与氧气化合生成 B．Fe2O3可用作涂料 C．FeO可用于做磁铁 D．铁遇到浓盐酸能形成致密氧化膜 3．莫尔盐中的非金属元素原子半径由大到小的顺序是 。(填元素符号) 4．(NH4)2SO4中含有化学键类型为 。 5．步骤2为加快反应速率，需将试剂的温度保持在70～75℃，一般采取的加热方式是 。 6．步骤2中，“操作X”为 。 7．配制步骤2所需溶液的蒸馏水，需经煮沸并迅速冷却后再使用，“煮沸”的目的是 。 8．本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有杂质。检验步骤2所得溶液中是否有常用的试剂是 (填化学式)，若有，可以观察到的现象是 。 9．检验NH4+的方法是 。 实验小组为测定莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·nH2O]的化学式，操作过程如下： ①称取质量为1.96g的莫尔盐，制成溶液； ②加入含0.001 mol KMnO4-的酸性溶液，一段时间后，MnO4-恰好完全被Fe2+还原为Mn2+。Fe2+恰好完全被MnO4-氧化为。方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。 10．通过计算得出n= 。 【答案】1．C 2．AB 3．S>N>O>H 4．离子键、共价键 5．水浴加热 6．蒸发浓缩 7．排除溶解在水中的氧气 8． KSCN 溶液变红色 9．取样品，加入浓氢氧化钠溶液，微热，生成气体使得湿润红色石蕊试纸变蓝色 10．6 【解析】由题意可知，莫尔盐的制备原理为先利用铁和稀硫酸制备硫酸亚铁溶液，再用制得的硫酸亚铁溶液和硫酸铵饱和溶液反应制备莫尔盐。 1．A项，晶体为由规则几何外形的固态物质，不一定都含有结晶水，A错误；B项，硫酸盐的结晶水合物通常称为“矾”，不含水的不是矾，B错误；C项，硫酸盐均为离子化合物，故熔融时都能发生电离，C正确；D项，硫酸钡等难溶于水，D错误；故选C。 2．A项，铁和氧气在不同的条件下反应可以得到不同的铁的氧化物，A正确；B项，Fe2O3为红色固体，可用作涂料，B正确；C项，四氧化三铁具有磁性，可用于做磁铁，C错误；D项，铁遇到浓盐酸不能发生钝化反应，不能形成致密氧化膜，D错误；故选AB。 3．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；莫尔盐中的非金属元素原子半径由大到小的顺序是S>N>O>H； 4．(NH4)2SO4是由铵根离子和硫酸根离子构成的，铵根离子、硫酸根离子内部存在共价键，故答案为：离子键、共价键； 5．步骤2为加快反应速率，需将试剂的温度保持在70～75℃，温度低于水的沸点，故一般采取的加热方式是水浴加热； 6．向上述溶液中加入(NH4)2SO4固体制得混合溶液，“操作X”，冷却至室温析出硫酸亚铁铵晶体，过滤得到晶体，则X为蒸发浓缩操作； 7．二价铁容易被溶解在水中的氧气氧化，故“煮沸”的目的是排除溶解在水中的氧气； 8．铁离子和KSCN溶液反应变红色，故检验步骤2所得溶液中是否有Fe3+常用的试剂是KSCN溶液，若有Fe3+，可以观察到的现象是溶液变红色； 9．检验NH4+的方法是：取样品，加入浓氢氧化钠溶液，微热，生成气体使得湿润红色石蕊试纸变蓝色； 10．由高锰酸根离子被还原为锰离子可知，0.001mol高锰酸钾完全反应时，硫酸亚铁铵的物质的量为0.001mol×5=0.005mol，则。 2 / 35 学科网（北京）股份有限公司 $$