第五章 化工生产中重要的非金属化合物-2024-2025学年高一化学期末复习系列（十年高考真题同步学与考）

1．硫 自然界存在 游离态 火山喷口附近或地壳的岩石里 化合态 主要以硫化物(FeS2)、硫酸盐[绿矾(FeSO4·7H2O)、CuSO4·5H2O、BaSO4、生石膏(CaSO4·2H2O)；熟石膏(2CaSO4·H2O)]形式存在 物理性质 硫黄是一种淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 化学性质 氧化性 S＋H2H2S S＋Hg＝HgS(撒硫粉处理洒落的汞) S＋FeFeS S＋2CuCu2S 还原性 S＋O2SO2 S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O 氧化性还原性 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O 用途 制农药、硫酸、黑火药、染料、橡胶制品及消除汞蒸气等 2．二氧化硫 物理性质 无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大。易溶于水(常温下，1体积水溶解40体积SO2) 化学性质 酸性氧化物 与水反应：SO2＋H2OH2SO3 与碱性氧化物反应：SO2＋CaO＝CaSO3 与碱反应：SO2＋NaOH＝Na2SO3 SO2＋NaOH＝NaHSO3 与盐反应：SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2 SO2＋Na2SO3＋H2O＝2NaHSO3 强还原性 O2：2SO2＋O22SO3 X2：如SO2＋Br2＋2H2O＝H2SO4＋2HBr H2O2：SO2＋H2O2＝H2SO4 FeCl3：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ HNO3：3SO2＋2HNO3＋2H2O＝3H2SO4＋2NO KMnO4酸性溶液：褪色 弱氧化性 SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O 2Mg＋SO2S＋2MgO 漂白性 可使品红溶液褪色，加热后红色恢复。漂白原理是非氧化还原反应。 制备 实验室 原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O 装置： 工业 S＋O2SO2 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 污染与防治 来源 化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸的生产等 危害 污染大气、形成酸雨(pH＜5.6)，危害人体健康 硫酸型 酸雨的形成 途径1：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4 途径2：2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O＝H2SO4 防治 开发新能源、燃煤脱硫、净化工业废气 3．浓硫酸 物理性质 无色油状液体，高沸点，难挥发，与水以任意比互溶，但密度比水大 稀释 浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(酸入水) 化学性质 吸水性 往盛有少量胆矾(CuSO4·5H2O)的试管中加入适量的浓硫酸，搅拌，蓝色固体变成无色 浓硫酸可以干燥H2、O2、CO2、HCl、SO2、Cl2等 脱水性 用玻璃棒蘸浓硫酸在白纸上写字，字迹变黑 浓硫酸使棉织品、木材变黑 强氧化性 铁、铝的钝化 浓硫酸与碳、硫加热反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 氧化性和酸性 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 产生的气体能使品红溶液褪色，将试管内物质倒入水中，溶液变蓝色 脱水性和 强氧化性 向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑(脱水性)，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，放出能使品红褪色的有刺激性气味的气体(氧化性) 催化剂和吸水剂 CH3CO18OH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H218O 4．硫酸的工业制备——接触法 三设备 三原料 硫、黄铁矿 空气 浓硫酸 三阶段 二氧化硫的制取 SO2催化氧化 三氧化硫的吸收 三反应 S＋O2SO2 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O22SO3 SO3＋H2O＝H2SO4 用98.3%的浓硫酸代替水 尾气吸收 ①用石灰浆吸收二氧化硫后酸化：SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3＋H2O，CaSO3＋2H＋＝Ca2＋＋SO2↑＋H2O(SO2回收循环利用) ②与氨水反应制氮肥 5．硫酸根的检验 法一：待测液→盐酸酸化(如有沉淀则过滤)→加BaCl2溶液，如有白色沉淀，则证明含有SO42－。 注意：不能用HNO3酸化(以防SO32－被氧化为SO42－)（易错点）。 法二：待测液（如NO3－、SO32－共存时）→Ba(NO3)2溶液→过滤→白色沉淀中加入过量盐酸，如沉淀不溶，则证明含有SO42－。 注意：Ba(NO3)2不能能改用BaCl2，HCl不能改用HNO3 1．（2023·天津·高考真题）明代《武备志》中记载了提纯硫黄的油煎法：“先将硫打豆粒样碎块，每斤硫黄用麻油二斤，入锅烧滚。再下青柏叶半斤在油内，看柏枯黑色，捞去柏叶，然后入硫黄在滚油内，待油面上黄沫起至半锅，随取起，安在冷水盆内，倒去硫上黄油，净硫凝一并在锅底内者是”，下列叙述错误的是 A．“先将硫打豆粒样碎块”是为了增大硫的表面积 B．“青柏叶”变“枯黑色”起到指示油温的作用 C．“倒去硫上黄油”实现固液分离 D．提纯硫磺的油煎法利用了蒸馏原理 2．（2015·上海·高考真题）二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有（   ） A．还原性 B．氧化性 C．漂白性 D．酸性 3．（2021·北京·高考真题）室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是 A．试管内液面上升，证明SO2与水发生了反应 B．试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和 C．取出试管中的溶液，立即滴入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是：SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++、⇌H++ D．取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH下降，是由于SO2挥发 4．（2021·山东·高考真题）工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是 A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3 C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3 5．（2022·江苏·高考真题）实验室制取少量水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取气体 B．用装置乙制取水溶液 C．用装置丙吸收尾气中的 D．用干燥pH试纸检验水溶液的酸性 6．（2019·海南·高考真题）我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指 A． B． C． D． 7．（2020·浙江·高考真题）100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)，下列说法不正确的是 A．Na2S2O7水溶液呈中性 B．焦硫酸具有强氧化性 C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐 D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化 8．（2021·辽宁·高考真题）含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是 A．a可能为正盐，也可能为酸式盐 B．c为不溶于盐酸的白色沉淀 C．d为含极性键的非极性分子 D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀 9．（2022·广东·高考真题）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是 A．与浓硫酸反应，只体现的酸性 B．a处变红，说明是酸性氧化物 C．b或c处褪色，均说明具有漂白性 D．试管底部出现白色固体，说明反应中无生成 10．（2024·北京·高考真题）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．I的化学方程式： B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 11．（2017·浙江·高考真题）FeSO4受热分解的化学方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 请回答： 将FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO2和SO3。能说明SO2存在的实验现象是 ；为测定BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为 、洗涤、干燥、称量。 试剂一个实验方案，用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其他反应) 。 12．（2018·浙江·高考真题）已知固体Na2SO3受热易分解，实验流程和结果如下： 已知：气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L－1。请回答： （1）气体Y分子的电子式 ，白色沉淀的化学式 。 （2）该流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式 。 （3）另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉淀的离子方程式 （不考虑空气的影响）。 13．（2019·浙江·高考真题）某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验（夹持装置已省略）。请回答： （1）下列说法正确的是 。 A．反应后，将试管Ⅰ中的白色固体加入水中，溶液呈蓝色 B．取下试管Ⅲ并不断振荡，试管中出现浑浊，是因为生成了BaSO4 C．试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色，说明SO2具有氧化性 D．试管V中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替 （2）取下试管Ⅱ，在该试管口套上气球，将无色溶液加热恢复至红色，冷却后，发现溶液颜色再次变浅。解释“无色→红色→颜色变浅”变化的原因 。 14．（2020·浙江·高考真题）某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：锥形瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答： （1）将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是 。 （2）烧杯中出现白色沉淀的原因是 。 1．氮元素的存在形式和固氮 “固氮”是将游离态的氮转化为化合态氮的过程。 2．氮气 物理性质 氮气是无色、无味、难溶于水的气体。 分子结构 电子式：，结构式：N≡N。 由于氮氮之间形成三个共价键，键能大，所以氮气化学性质较稳定。 化学性质 氧化性 N2＋3MgMg3N2 还原性 N2＋O22NO(自然固氮) N2＋3H22NH3(人工固氮) 3．氮的氧化物 （1）氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 （2）NO和NO2比较 NO NO2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 —— 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2＝2NO2 —— 与H2O反应 —— 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 与O2和H2O反应 4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 实验室制法 原理 3Cu＋8H＋＋2NO ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Cu＋4H＋＋2NO ＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 尾气处理 NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O 4．氮的氧化物(NOx)对环境的污染及防治 污染 类型 光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾 酸雨：NOx排入大气中后，最终与水反应生成HNO3型酸雨 破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加 处理 汽车尾气NOx(NO、NO2)经催化处理生成无污染的N2。硝酸工业尾气是用氢氧化钠溶液处理生成有用的工业产品硝酸盐和亚硝酸盐。 5．氨气 物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化。氨气极易溶于水(1体积水溶解700体积的氨气) 分子结构 电子式为，结构式为，空间构型为三角锥形 化学性质 与水反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－氨水加热易分解 与酸反应 ①蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近，有白烟生成： HCl＋NH3＝NH4Cl HNO3＋NH3＝NH4NO3 ②过量氨气与H2SO4反应：2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4 ③氨气与CO2和H2O反应： 过量氨气与CO2和H2O反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋H2O＝(NH4)2CO3 氨气与过量CO2和H2O反应的化学方程式：NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 与盐溶液反应 氨气(少量或过量)通入可溶性铝盐中：Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH 还原性 ①被氧气(Pt为催化剂)氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O ③过量氨气被氯气氧化：8NH3(过量)＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl 实验室制备 原理 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 制备与收集 干燥 用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥 用途 液氨汽化吸收热量，可用作制冷剂 NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等 6．铵盐 物理性质 都是白色晶体，都易溶于水 化学性质 不稳定性 NH4ClNH3↑＋HCl↑(不可制备氨气) NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O 与碱反应 稀溶液不加热：NH＋OH－＝NH3·H2O(没有氨气生成) 浓溶液或加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O(有氨气生成) NH的检验 待测液加入较浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸，若试纸蓝色，则溶液中含有NH 7．硝酸的性质、应用及保存 性质 化学方程式或离子方程式 说明 易挥发性 NaNO3＋H2SO4(浓)HNO3↑＋NaHSO4 ①难挥发酸制易挥发酸 ②因硝酸爱热易分解，故微热 强酸性 CaCO3＋2HNO3＝Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O —— 不稳定性 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O 久置时呈黄色，贮存方法：棕色瓶、放冷暗处 强氧化性 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O 3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 6I－＋8H＋＋2NO3－＝3I2＋2NO↑＋4H2O 3SO2＋2NO3－＋2H2O＝3SO42－＋2NO↑＋4H＋ 室温下，铁、铝在浓硝酸中发生钝化 ①酸性条件下，Fe2＋、I－与NO3－在溶液中不能大量共存 ②实验室不能用HNO3制取SO2气体 ③钝化是化学变化！ 氧化性 与酸性 Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3Ag＋4HNO3(稀)3AgNO3＋NO↑＋2H2O 溶解铜、银时要用稀HNO3 生成低价N的物质 生成硝酸盐 颜色反应 与蛋白质相遇生成黄色沉淀 检验蛋白质 8．硝酸的工业生产 原料 反应原理 主要设备 说明 氨 空气 水 4NH3＋5O24NO＋6H2O 转化器 ①理论上相当于4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，整个反应相当于NH3＋2O2＝HNO3＋H2O ②尾气用NaOH溶液吸收：NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO＋O2＝2NO2 —— 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 吸收塔 生产流程 9．金属与硝酸反应的计算 思维模型 具体分析 二守恒 原子守恒 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量： n(HNO3)总＝n(HNO3)余＋xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。 电子守恒 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量：金属失电子的物质的量＝n(NO2)＋3n(NO) 一关系 起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)，即反应中转移的电子的物质的量 一技巧 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 1．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将转化为 B．侯氏制碱法以、、、为原料制备和 C．工业上通过催化氧化等反应过程生产 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 2．（2017·浙江·高考真题）下列能使湿润的红色石蕊试剂变蓝的气体是 A．NH3 B．SO3 C．HCl D．CO2 3．（2016·浙江·高考真题）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程： 下列说法不正确的是 A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-==N2↑+2H2O 4．（2012·上海·高考真题）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 A．是氨气发生装置 B．是氨气发生装置 C．是氨气吸收装置 D．是氨气收集、检验装置 5．（2020·全国III卷·高考真题）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是 气体 溶液 A． H2S 稀盐酸 B． HCl 稀氨水 C． NO 稀H2SO4 D． CO2 饱和NaHCO3溶液 6．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)    ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A．NO(g)HNO3(aq) B．稀HNO3(aq)NO2(g) C．NO(g)N2(g) D．NO(aq)N2(g) 7．（2017·北京·高考真题）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ① ② ③ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 8．（2023·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室制备少量的原理： 9．（2009·全国·高考真题）物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5 10．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 11．（2018·天津·高考真题）烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题： Ⅰ.采样 采样步骤： ①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。 （1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是 。 （2）C中填充的干燥剂是（填序号） 。 A．碱石灰              B．无水CuSO4 C．P2O5 （3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。 （4）采样步骤②加热烟道气的目的是 。 12．（2010·重庆·高考真题）某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化 （1）氨催化氧化的化学方程式为 。 （2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应 热量（填“吸收”或“放出”）。 （3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入 ；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是 。 （4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置 （填装置代号）；化合物X为 （只写一种），Na2O2的作用是 。 13．（2007·重庆·高考真题）某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。 （1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是 。 （2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是 。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 方案 反应物 甲 Cu、浓HNO3 乙 Cu、稀HNO3 丙 Cu、O2、稀HNO3 （3）右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是 。理由是 。 （4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足之处是 。 14．（2017·上海·高考真题）实验室通常用如图所示的装置来制取氨气。回答下列问题： （1）安装仪器时要求试管口略低于试管底的原因是： 。 （2）制取氨气时的化学反应方程式为： 。 （3）收集氨气时必须使用干燥的集气装置的原因是 。 （4）加热后将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近导管口，产生的现象是： 。 （5）除氨气外，还可以用该装置制取的常见气体是 。 1．硅单质 存在 地壳中的含量位居第二位，只存在化合态的硅(主要以硅酸盐和氧化物的形式)，无游离态 物理性质 灰黑色、金属光泽、熔沸点高、硬度大、半导体 化学性质 常温 Si＋2F2＝SiF4 Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ 高温 Si＋O2SiO2 Si＋2Cl2SiCl4 Si＋CSiC Si＋2H2SiH4 高纯硅制备 生产流程一：二氧化硅粗硅纯SiCl4高纯硅。反应式如下： ①粗硅：SiO2＋2C2Si(粗硅)＋2CO↑ ②高纯硅：Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si＋4HCl 生产流程二：二氧化硅粗硅纯SiCl4高纯硅。反应式如下：300℃ ①粗硅：SiO2＋2C2Si(粗硅)＋2CO↑ ②高纯硅：Si＋3HClSiHCl3＋H2 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 用途 半导体材料，用于集成电路、晶体管的制造；制太阳能电池的材料 2二氧化硅 存在 普通的沙(细小的石英晶体)、水晶(纯石英，无色透明晶体) 物理性质 无色透明晶体，高熔点，高硬度，不溶于水 结构 1个Si原子结合4个O原子，同时1个O原子结合2个Si原子。最小的环上有12个原子：6个O原子、6个Si原子。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体的正四面体空间网状结构，这种结构很稳定，要破坏此结构需很大的能量，因此SiO2具有较高的熔、沸点及较高的硬度。 虽然1个Si原子结合4个O原子，由于1个O原子结合2个Si原子，所以1个Si原子实际上分享到的O原子个数为4×＝2，即在二氧化硅晶体Si与O的个数比为1∶2，通常所用的“SiO2”表示的是化学式，而不是分子式。 化学性质 酸性氧化物 水 不反应 碱性氧化物 CaO＋SiO2CaSiO3 碱 2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O（实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞） 某些盐 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ 弱氧化性 SiO2＋2C Si＋2CO↑ SiO2＋3C SiC＋2CO↑ SiO2＋Mg2MgO＋Si 特殊性 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O（氢氟酸不能保存于玻璃瓶中，常保存于塑料瓶中） 用途 ①制造光导纤维；②制光学镜片；③制石英坩埚；④制石英玻璃 3．硅酸 溶解性 难溶于水 弱酸性 与强碱反应：H2SiO3＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 酸性小于碳酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3 不稳定性 H2SiO3SiO2＋H2O 用途 制作硅胶，用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 4．硅酸盐工业 主要原料 主要设备 主要反应 主要成分 特性 水泥 石灰石 黏土 水泥回转窑 复杂的物理变化与化学反应 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水硬性 玻璃 石灰石、纯碱、石英 玻璃熔炉 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaSiO3、Na2SiO3、SiO2 无 固定熔点 陶瓷 黏土 陶瓷窑 —— Al2O3·2SiO2·2H2O —— 5．新型无机非金属材料 高温结构陶瓷 SiC、BN、Si3N4、Al2O3等 碳纳米材料 类型 富勒烯、碳纳米管、石墨烯等 用途 在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景 1．（2024·广东·高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为 D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 2．（2022·广东·高考真题）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 文物             选项 A．南宋鎏金饰品 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．铜镀金钟座 3．（2020·浙江·高考真题）是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是 A．可发生反应： B．具有吸水性，需要密封保存 C．能与反应生成新盐 D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为 4．（2021·福建·高考真题）建盏是久负盛名的陶瓷茶器，承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏，下列说法错误的是 A．高温烧结过程包含复杂的化学变化 B．具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点 C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．属硅酸盐产品，含有多种金属元素 5．（2022·河北·高考真题）定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为和 C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高 6．（2022·全国甲卷·高考真题）能正确表示下列反应的离子方程式为 A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H2S↑ B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NH C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCO D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O 7．（2015·海南·高考真题）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题： （1）能与X发生化学反应的酸是 ；由X制备Mg2Z的化学方程式为 。 （2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为 ，Y分子的电子式为 。 （3）Z、X中共价键的类型分别是 。 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共14题，42分） 1．（2015·北京·高考真题）下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是： A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 2．（2023·广东·高考真题）“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是             A．九霄环佩木古琴 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．曾侯乙青铜编钟 3．（2016·浙江·高考真题）有关SO2的性质，下列说法不正确的是 A．能使品红溶液褪色 B．能与NaOH溶液反应 C．能与H2O反应生成H2SO4 D．一定条件下能与O2反应生成SO3 4．（2017·江苏·高考真题）下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙验证SO2的漂白性 C．用装置丙收集SO2 D．用装置丁处理实验中的尾气 5．（2023·广东·高考真题）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是 A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥 C．图3：收集 D．图4：制备 6．（2021·河北·高考真题）关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是 A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化 B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强 C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强 D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强 7．（2021·广东·高考真题）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是 A．放入水中： B．通过灼热铁粉： C．铜丝插入热的浓硫酸中： D．通入酸性溶液中： 8．（2021·重庆·高考真题）25°时， 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．1.0 mol·L-1氯化钡溶液中： Mg2+、K+、Br-、 B．1.0 mol·L-1硫酸中： A13+、 Na+、Cl-、 C．pH=1l 的氨水中： Fe2+、 Na+、、ClO- D．pH=1的硝酸中： Fe3+、K+、I-、 9．（2022·重庆·高考真题）工业上用N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA B．消耗1molH2，生成N－H键数为2 NA C．生成标准状况下22.4LNH3，电子转移数为2 NA D．氧化1molNH3生成NO，需O2分子数为2 NA 10．（2024·湖南·高考真题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是 A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C．红棕色逐渐变浅的主要原因是 D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 11．（2021·福建·高考真题）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下： 下列说法错误的是 A．FeSO4的分解产物X为FeO B．本流程涉及复分解反应 C．HNO3的沸点比H2SO4的低 D．制备使用的铁锅易损坏 12．（2020·北京·高考真题）硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图： 下列说法不正确的是 A．该过程有H2O参与 B．NO2是生成硫酸盐的氧化剂 C．硫酸盐气溶胶呈酸性 D．该过程没有生成硫氧键 13．（2022·浙江·高考真题）亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 方案设计 现象和结论 A 先加入少量溶液，再加溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 B 加到少量溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠 C 先加到少量溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠 D 先加入少量溶液，再加入溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 14．（2024·贵州·高考真题）贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 二、解答题（4个小题，共58分） 15．（2016·全国I卷·高考真题）（15分）氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题： （1）氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。 （2）氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集 打开K2 ③ ④ 16．（2020·海南·高考真题）（14分）以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题： （1）黄铁矿中硫元素的化合价为 。 （2）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。 （3）欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入 (填 “过量”或“不足量”)的SO2气体。 （4）因为Na2S2O5具有 性， 导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。 检验其中含有的方法是 。 （5）一般用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。 反应式：+6Fe2+ +14H+ = 2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O 某次实验称取0.2800 g样品，滴定时消耗浓度为0.03000 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL，则样品中铁含量为 %。 17．（2019·北京·高考真题）（15分）化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 （1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。 ①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 ②试剂a是 。 （2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为 、Ag2SO4或两者混合物。（资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水） 实验二：验证B的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式： 。 ②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是 。 （3）根据沉淀F的存在，推测的产生有两个途径： 途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。 途径2：实验二中，被氧化为进入D。 实验三：探究的产生途径 ①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有 ：取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由： 。 ②实验三的结论： 。 （4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 。 （5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和生成。 （6）根据上述实验所得结论： 。 16．（2020·北京·高考真题）（14分）用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)，Ag和Cu。 已知：①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl （1）酸溶后经 操作，将混合物分离。 （2）浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同，写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式： 。 （3）HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3溶金原理相同。 ①将溶金反应的化学方程式补充完整： Au+ NaCl+ HNO3=HAuCl4+ + + NaNO3 ②关于溶金的下列说法正确的是 。 A．用到了HNO3的氧化性 B．王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性 C．用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解 （4）若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原，则参加反应的Zn的物质的量是 mol。 （5）用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉，可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。 试剂1是 ，物质2是 。 25 / 27 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1．硫 自然界存在 游离态 火山喷口附近或地壳的岩石里 化合态 主要以硫化物(FeS2)、硫酸盐[绿矾(FeSO4·7H2O)、CuSO4·5H2O、BaSO4、生石膏(CaSO4·2H2O)；熟石膏(2CaSO4·H2O)]形式存在 物理性质 硫黄是一种淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 化学性质 氧化性 S＋H2H2S S＋Hg＝HgS(撒硫粉处理洒落的汞) S＋FeFeS S＋2CuCu2S 还原性 S＋O2SO2 S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O 氧化性还原性 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O 用途 制农药、硫酸、黑火药、染料、橡胶制品及消除汞蒸气等 2．二氧化硫 物理性质 无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大。易溶于水(常温下，1体积水溶解40体积SO2) 化学性质 酸性氧化物 与水反应：SO2＋H2OH2SO3 与碱性氧化物反应：SO2＋CaO＝CaSO3 与碱反应：SO2＋NaOH＝Na2SO3 SO2＋NaOH＝NaHSO3 与盐反应：SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2 SO2＋Na2SO3＋H2O＝2NaHSO3 强还原性 O2：2SO2＋O22SO3 X2：如SO2＋Br2＋2H2O＝H2SO4＋2HBr H2O2：SO2＋H2O2＝H2SO4 FeCl3：SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋ HNO3：3SO2＋2HNO3＋2H2O＝3H2SO4＋2NO KMnO4酸性溶液：褪色 弱氧化性 SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O 2Mg＋SO2S＋2MgO 漂白性 可使品红溶液褪色，加热后红色恢复。漂白原理是非氧化还原反应。 制备 实验室 原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O 装置： 工业 S＋O2SO2 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 污染与防治 来源 化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸的生产等 危害 污染大气、形成酸雨(pH＜5.6)，危害人体健康 硫酸型 酸雨的形成 途径1：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4 途径2：2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O＝H2SO4 防治 开发新能源、燃煤脱硫、净化工业废气 3．浓硫酸 物理性质 无色油状液体，高沸点，难挥发，与水以任意比互溶，但密度比水大 稀释 浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(酸入水) 化学性质 吸水性 往盛有少量胆矾(CuSO4·5H2O)的试管中加入适量的浓硫酸，搅拌，蓝色固体变成无色 浓硫酸可以干燥H2、O2、CO2、HCl、SO2、Cl2等 脱水性 用玻璃棒蘸浓硫酸在白纸上写字，字迹变黑 浓硫酸使棉织品、木材变黑 强氧化性 铁、铝的钝化 浓硫酸与碳、硫加热反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 氧化性和酸性 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 产生的气体能使品红溶液褪色，将试管内物质倒入水中，溶液变蓝色 脱水性和 强氧化性 向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑(脱水性)，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，放出能使品红褪色的有刺激性气味的气体(氧化性) 催化剂和吸水剂 CH3CO18OH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H218O 4．硫酸的工业制备——接触法 三设备 三原料 硫、黄铁矿 空气 浓硫酸 三阶段 二氧化硫的制取 SO2催化氧化 三氧化硫的吸收 三反应 S＋O2SO2 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 2SO2＋O22SO3 SO3＋H2O＝H2SO4 用98.3%的浓硫酸代替水 尾气吸收 ①用石灰浆吸收二氧化硫后酸化：SO2＋Ca(OH)2＝CaSO3＋H2O，CaSO3＋2H＋＝Ca2＋＋SO2↑＋H2O(SO2回收循环利用) ②与氨水反应制氮肥 5．硫酸根的检验 法一：待测液→盐酸酸化(如有沉淀则过滤)→加BaCl2溶液，如有白色沉淀，则证明含有SO42－。 注意：不能用HNO3酸化(以防SO32－被氧化为SO42－)（易错点）。 法二：待测液（如NO3－、SO32－共存时）→Ba(NO3)2溶液→过滤→白色沉淀中加入过量盐酸，如沉淀不溶，则证明含有SO42－。 注意：Ba(NO3)2不能能改用BaCl2，HCl不能改用HNO3 1．（2023·天津·高考真题）明代《武备志》中记载了提纯硫黄的油煎法：“先将硫打豆粒样碎块，每斤硫黄用麻油二斤，入锅烧滚。再下青柏叶半斤在油内，看柏枯黑色，捞去柏叶，然后入硫黄在滚油内，待油面上黄沫起至半锅，随取起，安在冷水盆内，倒去硫上黄油，净硫凝一并在锅底内者是”，下列叙述错误的是 A．“先将硫打豆粒样碎块”是为了增大硫的表面积 B．“青柏叶”变“枯黑色”起到指示油温的作用 C．“倒去硫上黄油”实现固液分离 D．提纯硫磺的油煎法利用了蒸馏原理 【答案】D 【解析】A．“先将硫打豆粒样碎块”增大了硫的表面积，有利于硫与麻油充分接触，故A正确； B．油温较高时，柏叶由青色变为黑色，“青柏叶”变“枯黑色”可以起到指示油温的作用，故B正确；C．“安在冷水盆内”后，硫经冷却凝固后沉在容器底部，麻油浮于上层，因此“倒去硫上黄油”可实现固液分离，故C正确；D．蒸馏原理是利用被提纯物质和杂质的沸点差异，用于分离和提纯液态物质，该流程没有用到蒸馏原理，故D错误；故选D。 2．（2015·上海·高考真题）二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有（   ） A．还原性 B．氧化性 C．漂白性 D．酸性 【答案】A 【解析】溴水具有氧化性，二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有还原性，答案选A。 3．（2021·北京·高考真题）室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是 A．试管内液面上升，证明SO2与水发生了反应 B．试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和 C．取出试管中的溶液，立即滴入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是：SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++、⇌H++ D．取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH下降，是由于SO2挥发 【答案】C 【解析】A．由信息可知，SO2易溶于水，也能使液面上升，故A错误；B．1体积的水能溶解约40体积的SO2，不能完全溶解是因为收集的二氧化硫中混有不溶于水的气体，故B错误；C．滴入石蕊试液，溶液变为红色，说明溶液显酸性，SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸为弱酸，分步电离出氢离子，故C正确；D．亚硫酸具有较强的还原性，易被氧化为硫酸，弱酸变强酸，也能使pH下降，故D错误；故选C。 4．（2021·山东·高考真题）工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是 A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3 C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3 【答案】B 【解析】根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为：H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3，NaHSO3+ Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓，SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品，据此分析解答。A．根据上述分析可知，吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；B．结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，且NaHCO3溶解度较低，若其残留于母液中，会使晶体不纯，假设不成立，B错误；C．NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；D．结合上述分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确；故选B。 5．（2022·江苏·高考真题）实验室制取少量水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取气体 B．用装置乙制取水溶液 C．用装置丙吸收尾气中的 D．用干燥pH试纸检验水溶液的酸性 【答案】C 【解析】A．60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取气体，A正确； B．气体通入液体时“长进短出”，装置乙可以制取水溶液，B正确； C．SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的，C错误； D．水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确； 答案选C。 6．（2019·海南·高考真题）我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】在选项给出的四种物质中只有、晶体有色，而和均为无色晶体，加热分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色；而加热发生分解反应，生成的Fe2O3呈红棕色，所以符合题意的物质是，故合理选项是A。 7．（2020·浙江·高考真题）100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)，下列说法不正确的是 A．Na2S2O7水溶液呈中性 B．焦硫酸具有强氧化性 C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐 D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化 【答案】A 【解析】A．分子式为H2S2O7可以写成H2SO4·SO3，则H2S2O7同时具有H2SO4和SO3的性质，所以Na2S2O7可写成Na2SO4·SO3，则其水溶液呈酸性，故A错误；B．焦硫酸是由100%硫酸吸收SO3生成，浓硫酸具有强氧化性，所以焦硫酸也具有强氧化性，故B正确；C．根据A项分析知，SO3为酸性氧化物，酸性氧化物可以和碱性氧化物反应生成新盐，故C正确；D．100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸，H2S2O7为新物质，所以是化学变化，故D正确；故选A。 8．（2021·辽宁·高考真题）含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是 A．a可能为正盐，也可能为酸式盐 B．c为不溶于盐酸的白色沉淀 C．d为含极性键的非极性分子 D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀 【答案】C 【解析】由题干信息可知，盐a与足量的稀盐酸产生刺激性气味气体d，d能使KMnO4溶液褪色，故d为SO2，则盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，盐a与足量Cl2反应后将生成，与BaCl2溶液反应得到沉淀c，故c为BaSO4，据此分析解题。A．由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，故a可能为正盐，也可能为酸式盐，A正确；B．由分析可知，c为BaSO4，故c为不溶于盐酸的白色沉淀，B正确；C．由分析可知，d为SO2，由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知，d是含有极性键的极性分子，C错误；D．由分析可知，盐a为Na2SO3或者NaHSO3，也可能是Na2S2O3，当Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O，反应②中还可能生成淡黄色沉淀，D正确；故答案为：C。 9．（2022·广东·高考真题）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是 A．与浓硫酸反应，只体现的酸性 B．a处变红，说明是酸性氧化物 C．b或c处褪色，均说明具有漂白性 D．试管底部出现白色固体，说明反应中无生成 【答案】B 【解析】A．铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；B．a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；C．b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；D．实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的H2O吸收，故D错误；综上所述，正确的是B项。 10．（2024·北京·高考真题）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．I的化学方程式： B．Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 【答案】B 【解析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，SO2和空气中的O2在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，得到H2SO4。A．反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：，故A正确；B．反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率，还要考虑生产成本，如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率，故B错误；C．将黄铁矿换成硫黄，则不再产生，即可以减少废渣产生，故C正确；D．硫酸工业产生的尾气为、，可以用碱液吸收，故D正确；故选B。 11．（2017·浙江·高考真题）FeSO4受热分解的化学方程式为：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 请回答： 将FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO2和SO3。能说明SO2存在的实验现象是 ；为测定BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为 、洗涤、干燥、称量。 试剂一个实验方案，用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其他反应) 。 【答案】 品红溶液褪色 过滤 向固体成分中加入稀硫酸，取反应后溶液，滴加KSCN溶液，若有血红色出现，则表示溶液中存在Fe3+，产物中有Fe2O3存在 【解析】根据FeSO4受热分解的化学方程式可知，气体通过BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明气体产物中含有SO3；SO2具有漂白性，能说明SO2存在的实验现象是品红溶液褪色；为测定BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量。受热分解后的固体是氧化铁，可以通过检验铁离子验证，实验方案是向固体成分中加入稀硫酸，取反应后溶液，滴加KSCN溶液，若有血红色出现，则表示溶液中存在Fe3+，产物中有Fe2O3存在。 12．（2018·浙江·高考真题）已知固体Na2SO3受热易分解，实验流程和结果如下： 已知：气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L－1。请回答： （1）气体Y分子的电子式 ，白色沉淀的化学式 。 （2）该流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式 。 （3）另取固体X试样和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉淀的离子方程式 （不考虑空气的影响）。 【答案】 BaSO4 4Na2SO3Na2S＋3Na2SO4 SO32-＋2S2－＋6H＋＝3S↓＋3H2O 【解析】气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L-1，Y的摩尔质量为1.518g/L×22.4L/mol=34g/mol，结合Na2SO3中的元素可知，Y为H2S，固体X与盐酸反应生成硫化氢和溶液，溶液中加入氯化钡反应生成白色沉淀，说明固体X中含有Na2S和硫酸钠，据此分析作答。 【解析】根据上述分析可知， （1）气体Y为硫化氢，电子式为，白色沉淀为硫酸钡，故答案为；BaSO4； （2）根据上述分析，流程中的Na2SO3受热分解的化学方程式为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4，故答案为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4； （3）固体X和Na2SO3混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色硫沉淀产生，产生淡黄色沉淀的离子方程式为SO32-+2S2-+6H+=3H2O+3S↓，故答案为SO32-+2S2-+6H+=3H2O+3S↓。 【点睛】隔绝气体的密度确定Y的化学式是解答本题的关键。本题的易错点为硫化氢的电子式的书写，硫化氢属于共价化合物，不存在离子键。 13．（2019·浙江·高考真题）某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验（夹持装置已省略）。请回答： （1）下列说法正确的是 。 A．反应后，将试管Ⅰ中的白色固体加入水中，溶液呈蓝色 B．取下试管Ⅲ并不断振荡，试管中出现浑浊，是因为生成了BaSO4 C．试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色，说明SO2具有氧化性 D．试管V中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替 （2）取下试管Ⅱ，在该试管口套上气球，将无色溶液加热恢复至红色，冷却后，发现溶液颜色再次变浅。解释“无色→红色→颜色变浅”变化的原因 。 【答案】 ABD SO2遇品红生成不稳定的无色物质，受热释放SO2，溶液恢复红色；温度降低，SO2在品红溶液中溶解度增大，溶液颜色变浅。 【解析】Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋2H2O＋SO2↑，反应会生成二氧化硫，该题考查的是二氧化硫的相关性质。 （1）试管Ⅰ的白色固体为CuSO4，加入水中，溶液会变蓝，选项A正确；ⅢSO2通入BaCl2中，但是取下试管，不断振荡时发生反应2BaCl2+2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl，试管中出现浑浊是因为生成了BaSO4，选项B正确；Ⅳ中高锰酸钾褪色是因为SO2具有还原性，选项C错误：V是尾气吸收装置，Na2CO3可以吸收SO2，选项D正确。答案选ABD； （2）SO2遇品红生成不稳定的无色物质，受热释放SO2，溶液恢复红色；温度降低，SO2在品红溶液中溶解度增大，溶液颜色变浅。 14．（2020·浙江·高考真题）某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：锥形瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答： （1）将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是 。 （2）烧杯中出现白色沉淀的原因是 。 【答案】 （1） 吸收浓盐酸中的水分且放热导致挥发 （2）气体会将带出，与作用生成 【解析】 （1）由于浓硫酸具有吸水性且浓硫酸稀释是个放热过程，而且HCl的挥发性随浓度增大而增大，随温度升高而增大，从而得出用浓硫酸和浓盐酸混合制备HCl的原理是浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热，使浓盐酸的挥发性增强，使HCl挥发出来，故答案为：浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热，使浓盐酸的挥发性增强，使HCl挥发出来； （2）浓硫酸虽然难挥发，但也会随HCl气流而带出少量的H2SO4分子，与Ba(NO3)2反应生成硫酸钡白色沉淀，故答案为：HCl气体能够带出H2SO4分子，与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀。 1．氮元素的存在形式和固氮 “固氮”是将游离态的氮转化为化合态氮的过程。 2．氮气 物理性质 氮气是无色、无味、难溶于水的气体。 分子结构 电子式：，结构式：N≡N。 由于氮氮之间形成三个共价键，键能大，所以氮气化学性质较稳定。 化学性质 氧化性 N2＋3MgMg3N2 还原性 N2＋O22NO(自然固氮) N2＋3H22NH3(人工固氮) 3．氮的氧化物 （1）氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 （2）NO和NO2比较 NO NO2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 —— 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2＝2NO2 —— 与H2O反应 —— 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 与O2和H2O反应 4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 实验室制法 原理 3Cu＋8H＋＋2NO ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Cu＋4H＋＋2NO ＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 尾气处理 NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O 4．氮的氧化物(NOx)对环境的污染及防治 污染 类型 光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾 酸雨：NOx排入大气中后，最终与水反应生成HNO3型酸雨 破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加 处理 汽车尾气NOx(NO、NO2)经催化处理生成无污染的N2。硝酸工业尾气是用氢氧化钠溶液处理生成有用的工业产品硝酸盐和亚硝酸盐。 5．氨气 物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化。氨气极易溶于水(1体积水溶解700体积的氨气) 分子结构 电子式为，结构式为，空间构型为三角锥形 化学性质 与水反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－氨水加热易分解 与酸反应 ①蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近，有白烟生成： HCl＋NH3＝NH4Cl HNO3＋NH3＝NH4NO3 ②过量氨气与H2SO4反应：2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4 ③氨气与CO2和H2O反应： 过量氨气与CO2和H2O反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋H2O＝(NH4)2CO3 氨气与过量CO2和H2O反应的化学方程式：NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 与盐溶液反应 氨气(少量或过量)通入可溶性铝盐中：Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH 还原性 ①被氧气(Pt为催化剂)氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O ③过量氨气被氯气氧化：8NH3(过量)＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl 实验室制备 原理 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 制备与收集 干燥 用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥 用途 液氨汽化吸收热量，可用作制冷剂 NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等 6．铵盐 物理性质 都是白色晶体，都易溶于水 化学性质 不稳定性 NH4ClNH3↑＋HCl↑(不可制备氨气) NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O 与碱反应 稀溶液不加热：NH＋OH－＝NH3·H2O(没有氨气生成) 浓溶液或加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O(有氨气生成) NH的检验 待测液加入较浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸，若试纸蓝色，则溶液中含有NH 7．硝酸的性质、应用及保存 性质 化学方程式或离子方程式 说明 易挥发性 NaNO3＋H2SO4(浓)HNO3↑＋NaHSO4 ①难挥发酸制易挥发酸 ②因硝酸爱热易分解，故微热 强酸性 CaCO3＋2HNO3＝Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O —— 不稳定性 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O 久置时呈黄色，贮存方法：棕色瓶、放冷暗处 强氧化性 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O 3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 6I－＋8H＋＋2NO3－＝3I2＋2NO↑＋4H2O 3SO2＋2NO3－＋2H2O＝3SO42－＋2NO↑＋4H＋ 室温下，铁、铝在浓硝酸中发生钝化 ①酸性条件下，Fe2＋、I－与NO3－在溶液中不能大量共存 ②实验室不能用HNO3制取SO2气体 ③钝化是化学变化！ 氧化性 与酸性 Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3Ag＋4HNO3(稀)3AgNO3＋NO↑＋2H2O 溶解铜、银时要用稀HNO3 生成低价N的物质 生成硝酸盐 颜色反应 与蛋白质相遇生成黄色沉淀 检验蛋白质 8．硝酸的工业生产 原料 反应原理 主要设备 说明 氨 空气 水 4NH3＋5O24NO＋6H2O 转化器 ①理论上相当于4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，整个反应相当于NH3＋2O2＝HNO3＋H2O ②尾气用NaOH溶液吸收：NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 2NO＋O2＝2NO2 —— 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 吸收塔 生产流程 9．金属与硝酸反应的计算 思维模型 具体分析 二守恒 原子守恒 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量： n(HNO3)总＝n(HNO3)余＋xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。 电子守恒 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量：金属失电子的物质的量＝n(NO2)＋3n(NO) 一关系 起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)，即反应中转移的电子的物质的量 一技巧 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 1．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．自然固氮、人工固氮都是将转化为 B．侯氏制碱法以、、、为原料制备和 C．工业上通过催化氧化等反应过程生产 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 【答案】A 【解析】A．自然固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将N2会转化为NO，A错误；B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B正确；C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正确；D．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D正确；故选A。 2．（2017·浙江·高考真题）下列能使湿润的红色石蕊试剂变蓝的气体是 A．NH3 B．SO3 C．HCl D．CO2 【答案】A 【解析】A．NH3是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试剂变蓝，A正确；B．SO3溶于水生成强酸硫酸，不能使湿润的红色石蕊试剂变蓝，B错误；C．HCl溶于水得到强酸盐酸，不能使湿润的红色石蕊试剂变蓝，C错误；D．CO2是酸性氧化物，不能使湿润的红色石蕊试剂变蓝，D错误。答案选A。 3．（2016·浙江·高考真题）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程： 下列说法不正确的是 A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为：NH4++NO2-==N2↑+2H2O 【答案】B 【解析】工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。A．工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1为主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，故A正确；B．由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后到的NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，故B错误；C．气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，故C正确；D．NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为NH4++NO2-=N2↑+2H2O，故D正确；故选B。 4．（2012·上海·高考真题）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 A．是氨气发生装置 B．是氨气发生装置 C．是氨气吸收装置 D．是氨气收集、检验装置 【答案】B 【解析】A．NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl，故A错误；B．将浓氨水滴到生石灰固体上时，生石灰与水反应放热会导致NH3逸出，此为氨气的发生装置，故B正确；C．NH3极易溶于水，为防止倒吸，倒置的漏斗口刚接触水面即可，不能浸于水中，故C错误；D．收集NH3时，为防止NH3与空气形成对流使收集的NH3不纯，通常在导管口放置棉花团，故D错误；答案选B。 5．（2020·全国III卷·高考真题）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是 气体 溶液 A． H2S 稀盐酸 B． HCl 稀氨水 C． NO 稀H2SO4 D． CO2 饱和NaHCO3溶液 【答案】B 【解析】能够发生喷泉实验，需要烧瓶内外产生明显的压强差；产生压强差可以通过气体溶于水的方法，也可以通过发生反应消耗气体产生压强差，据此分析。A．由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；B．氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；C．一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；D．二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误；故选B。 6．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)    ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是 A．NO(g)HNO3(aq) B．稀HNO3(aq)NO2(g) C．NO(g)N2(g) D．NO(aq)N2(g) 【答案】C 【解析】A．NO不溶于水也不与水反应，A错误；B．稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO，得不到NO2，B错误；C．NO有氧化性，CO有还原性，在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2，C正确；D．O3有强氧化性，不能作还原剂将硝酸根离子还原，D错误；答案选C。 7．（2017·北京·高考真题）下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ① ② ③ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】D 【解析】浓硝酸不稳定，易分解为二氧化氮、水和氧气。A．①中的红棕色气体是NO2，N元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，一定有元素化合价升高，推断产生的气体中还一定有O2，故A正确；B．浓硝酸受热易分解，②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生，不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；C．硝酸中N元素化合价为+5价，生成二氧化氮中N元素化合价为+4价，化合价降低，所以生成的红棕色气体为还原产物，故C正确；D．③的气体产物中检测出CO2，CO2可能是C和氧气反应生成的产物，故D错误；选D。 8．（2023·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： B．工业制硝酸过程中的物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应： D．实验室制备少量的原理： 【答案】B 【解析】A．Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应生成NO2，A正确；B．氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；C．汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为，C正确；D．实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量，化学方程式为，D正确。故选B。 9．（2009·全国·高考真题）物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5 【答案】A 【解析】设Zn为2mol、HNO3为5mol，锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氢化性，根据原子守恒和电子守恒，2mol锌失去4mol电子，生成2mol锌离子，由于生成硝酸锌，则其结合的硝酸根离子是4mol，剩余的1mol硝酸被还原为N2O就得到4mol电子，说明硝酸也全部反应，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1：4，反应方程式为4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O，故选A。 10．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 【答案】B 【解析】反应1为实验室制备氨气的反应，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，反应2是氨气的催化氧化，方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，方程式为：2NO+O₂=2NO₂ ，反应4为二氧化氮，氧气和水反应生成硝酸，4NO2+2H2O+O2=4HNO3‌，以此解题。A．根据分析可知，每消耗，生成0.1mol氨气，但是由于不是标准状况，则气体不是2.24L，A错误；B．根据分析可知，反应2方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，该反应转移20e-，则每生成0.1molNO，转移电子数为，B正确；C．根据反应3，充分反应后生成个，但是体系中存在2NO2⇌N2O4，则最终二氧化氮数目小于，C错误；D．根据反应4可知，为使完全转化成，至少需要个O2，D错误；故选B。 11．（2018·天津·高考真题）烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题： Ⅰ.采样 采样步骤： ①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。 （1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是 。 （2）C中填充的干燥剂是（填序号） 。 A．碱石灰              B．无水CuSO4 C．P2O5 （3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。 （4）采样步骤②加热烟道气的目的是 。 【答案】 （1） 除尘 （2） c （3） （4）防止NOx溶于冷凝水 【解析】（1）A的过程叫“过滤”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去烟道气中的粉尘。 （2）碱石灰是碱性干燥剂可能与NOX反应，所以不能使用。硫酸铜的吸水能力太差，一般不用做干燥剂，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥剂，与NOX不反应，所以选项c正确。 （3）实验室通常用洗气瓶来吸收气体，与D相同应该在洗气瓶中加入强碱（氢氧化钠）溶液，所以答案为：。 （4）加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，NOX溶于水中。 12．（2010·重庆·高考真题）某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化 （1）氨催化氧化的化学方程式为 。 （2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应 热量（填“吸收”或“放出”）。 （3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入 ；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是 。 （4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置 （填装置代号）；化合物X为 （只写一种），Na2O2的作用是 。 【答案】 （1） 4NH3+5O24NO+6H2O （2）放出 （3）浓H2SO4 生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3 （4）1 NH4Cl 与HCl反应生成氧气 【解析】（1）NH3发生催化氧化生成NO和H2O，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。 （2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，说明该反应放出热量，能维持反应的进行。 （3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3中盛放的物质能吸收未反应的NH3和反应生成的H2O（g），装置3应装入浓硫酸；若取消3，在4中仅观察到大量白烟的原因是：氨催化氧化生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3产生白烟。 （4）装置5应能产生NH3和O2的混合气，则装置5用于替换装置1；化合物X受热能产生NH3、且产物能与Na2O2作用产生O2，故化合物X可以为NH4Cl，NH4Cl加热分解得NH3和HCl，而HCl与Na2O2反应生成O2。 13．（2007·重庆·高考真题）某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。 （1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是 。 （2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是 。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 方案 反应物 甲 Cu、浓HNO3 乙 Cu、稀HNO3 丙 Cu、O2、稀HNO3 （3）右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是 。理由是 。 （4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足之处是 。 【答案】 （1）检查装置气密性 （2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡 （3）丙 耗酸量最少，无污染 （4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色 没有处理尾气 【解析】（1）根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。 （2）c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸时发生反应为Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，浓硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。 （3）甲方案制取硝酸铜的反应方程式为Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，乙方案制取硝酸铜的反应方程式为3Cu+8HNO3 (稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，丙制取硝酸铜的反应方程式为2Cu＋O2＋2HNO32Cu(NO3)2。比较这三种方案的化学方程式可以发现均制取1molCu(NO3)2时消耗硝酸的量分别为4mol 、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不产生污染。 （4）若用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO4制Cl2，再用Cl2制Br2。所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中 加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色。但是由于Cl2和Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。 14．（2017·上海·高考真题）实验室通常用如图所示的装置来制取氨气。回答下列问题： （1）安装仪器时要求试管口略低于试管底的原因是： 。 （2）制取氨气时的化学反应方程式为： 。 （3）收集氨气时必须使用干燥的集气装置的原因是 。 （4）加热后将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近导管口，产生的现象是： 。 （5）除氨气外，还可以用该装置制取的常见气体是 。 【答案】 （1）防止水倒流到试管底部，引起试管破裂 （2）Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2H2O+2NH3↑ （3）氨气极易溶于水 （4）有白烟 （5）氧气 【解析】（1）该反应中有水生成，如果水倒流能炸裂试管，易造成安全事故，故答案为防止水倒流到试管底部，引起试管破裂； （2）实验室用加热氢氧化钙和氯化铵的方法制取氨气，加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2H2O+2NH3↑，故答案为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2H2O+2NH3↑； （3）因为氨气极易溶于水，常温下1体积水中可溶700体积氨气，所以如果集气装置中有水，则氨气溶于水，得不到气体，故答案为氨气极易溶于水； （4）氯化氢和氨气接触立即生成氯化铵固体，看到的现象是产生白烟，故答案为产生白烟； （5）该反应装置是固体加热装置，只要是利用加热固体的方法制取的气体就可以用此装置，该装置还可以制取氧气、甲烷等气体，故答案为O2。 1．硅单质 存在 地壳中的含量位居第二位，只存在化合态的硅(主要以硅酸盐和氧化物的形式)，无游离态 物理性质 灰黑色、金属光泽、熔沸点高、硬度大、半导体 化学性质 常温 Si＋2F2＝SiF4 Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ 高温 Si＋O2SiO2 Si＋2Cl2SiCl4 Si＋CSiC Si＋2H2SiH4 高纯硅制备 生产流程一：二氧化硅粗硅纯SiCl4高纯硅。反应式如下： ①粗硅：SiO2＋2C2Si(粗硅)＋2CO↑ ②高纯硅：Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si＋4HCl 生产流程二：二氧化硅粗硅纯SiCl4高纯硅。反应式如下：300℃ ①粗硅：SiO2＋2C2Si(粗硅)＋2CO↑ ②高纯硅：Si＋3HClSiHCl3＋H2 SiHCl3＋H2Si＋3HCl 用途 半导体材料，用于集成电路、晶体管的制造；制太阳能电池的材料 2二氧化硅 存在 普通的沙(细小的石英晶体)、水晶(纯石英，无色透明晶体) 物理性质 无色透明晶体，高熔点，高硬度，不溶于水 结构 1个Si原子结合4个O原子，同时1个O原子结合2个Si原子。最小的环上有12个原子：6个O原子、6个Si原子。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体的正四面体空间网状结构，这种结构很稳定，要破坏此结构需很大的能量，因此SiO2具有较高的熔、沸点及较高的硬度。 虽然1个Si原子结合4个O原子，由于1个O原子结合2个Si原子，所以1个Si原子实际上分享到的O原子个数为4×＝2，即在二氧化硅晶体Si与O的个数比为1∶2，通常所用的“SiO2”表示的是化学式，而不是分子式。 化学性质 酸性氧化物 水 不反应 碱性氧化物 CaO＋SiO2CaSiO3 碱 2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O（实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞） 某些盐 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ 弱氧化性 SiO2＋2C Si＋2CO↑ SiO2＋3C SiC＋2CO↑ SiO2＋Mg2MgO＋Si 特殊性 SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O（氢氟酸不能保存于玻璃瓶中，常保存于塑料瓶中） 用途 ①制造光导纤维；②制光学镜片；③制石英坩埚；④制石英玻璃 3．硅酸 溶解性 难溶于水 弱酸性 与强碱反应：H2SiO3＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 酸性小于碳酸：Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3 不稳定性 H2SiO3SiO2＋H2O 用途 制作硅胶，用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 4．硅酸盐工业 主要原料 主要设备 主要反应 主要成分 特性 水泥 石灰石 黏土 水泥回转窑 复杂的物理变化与化学反应 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水硬性 玻璃 石灰石、纯碱、石英 玻璃熔炉 CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaSiO3、Na2SiO3、SiO2 无 固定熔点 陶瓷 黏土 陶瓷窑 —— Al2O3·2SiO2·2H2O —— 5．新型无机非金属材料 高温结构陶瓷 SiC、BN、Si3N4、Al2O3等 碳纳米材料 类型 富勒烯、碳纳米管、石墨烯等 用途 在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景 1．（2024·广东·高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为 D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 【答案】C 【解析】A．制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A正确；B．由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，B正确；C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiO2，C错误；D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质量数为135，质子数为55，D正确；故选C。 2．（2022·广东·高考真题）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是 文物             选项 A．南宋鎏金饰品 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．铜镀金钟座 【答案】C 【解析】A．鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；B．蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；C．广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；D．铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意；综上所述，答案为C。 3．（2020·浙江·高考真题）是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是 A．可发生反应： B．具有吸水性，需要密封保存 C．能与反应生成新盐 D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为 【答案】D 【解析】将Ca3SiO5改写为氧化物形式后的化学式为：3CaO·SiO2，性质也可与Na2SiO3相比较，据此解答。A.Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为：Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O，A正确；B.CaO能与水反应，所以需要密封保存，B正确；C.亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时，发生反应：3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3，C正确；D.盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应：6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O，D不正确；故选D。 4．（2021·福建·高考真题）建盏是久负盛名的陶瓷茶器，承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏，下列说法错误的是 A．高温烧结过程包含复杂的化学变化 B．具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点 C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．属硅酸盐产品，含有多种金属元素 【答案】C 【解析】A．高温烧结过程是许多物理化学变化的综合过程，A正确；B．陶瓷成分是硅酸盐，经高温烧结具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点，B正确；C．黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，不是人工合成的，C错误；D．陶瓷主要原料是黏土，属硅酸盐产品，含有多种金属元素，D正确；故选C。 5．（2022·河北·高考真题）定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是 A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为和 C．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高 【答案】A 【解析】A．陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；B．陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，B错误；C．陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；D．由于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；故答案为：A。 6．（2022·全国甲卷·高考真题）能正确表示下列反应的离子方程式为 A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H2S↑ B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NH C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCO D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O 【答案】D 【解析】A．硝酸具有强氧化性，可以将S2-氧化为S单质，自身根据其浓度大小还原为NO或NO2，反应的离子方程式为4H++2NO+S2-=S↓+2NO2↑+2H2O(浓)或8H++2NO+3S2-=3S↓+2NO↑+4H2O(稀)，A错误；B．明矾在水中可以电离出Al3+，可以与氨水电离出的OH-发生反应生成Al(OH)3，但由于氨水的碱性较弱，生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应，故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，B错误；C．硅酸的酸性小于碳酸，向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时，生成硅酸沉淀，二氧化碳则根据其通入的量的多少反应为碳酸根或碳酸氢根，反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2=H2SiO3↓+CO(CO2少量)或SiO+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO(CO2过量)，C错误；D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1：2混合，Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水，Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的SO反应生成BaSO4沉淀，反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，D正确；故答案选D。 2．（2015·海南·高考真题）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题： （1）能与X发生化学反应的酸是 ；由X制备Mg2Z的化学方程式为 。 （2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为 ，Y分子的电子式为 。 （3）Z、X中共价键的类型分别是 。 【答案】 （1）氢氟酸 SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si （2） Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 （3）非极性键、极性键 【解析】单质Z是一种常见的半导体材料，则Z为Si，X为Z的氧化物，则X为SiO2，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则Y为SiH4，加热SiH4分解得到Si与氢气。 （1）能与SiO2发生化学反应的酸是氢氟酸；由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为：SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。 （2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，Y为SiH4，电子式为。 （3）Z为Si，周期表中位于第三周期IVA族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X为SiO2，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共14题，42分） 1．（2015·北京·高考真题）下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是： A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 【答案】A 【解析】A．硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由+5→0，属于被还原，故A错误；B．工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故B正确；C．氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故C正确；D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，N2+O22NO，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸（HN03）和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，氢元素参加，故D正确；故选A。 2．（2023·广东·高考真题）“高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是             A．九霄环佩木古琴 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．曾侯乙青铜编钟 【答案】C 【解析】A．九霄环佩木古琴主要构成是木材，动物筋制得，A错误；B．裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成，B错误；C．商朝后期陶埙属于陶瓷，由硅酸盐制成，C正确；D．曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成，D错误； 故选C。 3．（2016·浙江·高考真题）有关SO2的性质，下列说法不正确的是 A．能使品红溶液褪色 B．能与NaOH溶液反应 C．能与H2O反应生成H2SO4 D．一定条件下能与O2反应生成SO3 【答案】C 【解析】A．二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，故A正确；B．二氧化硫是酸性氧化物，能和碱发生反应生成亚硫酸钠和水，故B正确；C．二氧化硫与水反应生成亚硫酸，不是硫酸，故C错误；D．二氧化硫在一定条件下能与O2反应生成SO3，故D正确；故选C。 4．（2017·江苏·高考真题）下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙验证SO2的漂白性 C．用装置丙收集SO2 D．用装置丁处理实验中的尾气 【答案】C 【解析】A．铜与浓硫酸需要加热才能反应制得SO2，故用装置甲制取不了SO2，A不合题意；B．SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色体现其还原性而不是漂白性，即用装置乙验证不了SO2的漂白性，B不合题意；C．SO2的密度大于空气，不与空气反应，需要向上排空气法收集，即能够用装置丙收集SO2，C符合题意；D．SO2与饱和亚硫酸氢钠溶液不反应，故不能用装置丁处理实验中的尾气，D不合题意；故答案为：C。 5．（2023·广东·高考真题）1827年，英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是 A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥 C．图3：收集 D．图4：制备 【答案】B 【解析】A．极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；B．P2O5为酸性氧化物，具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥，故B不可以达到预期；C．的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使挥发，可用此装置制备，故D可以达到预期；故选B。 6．（2021·河北·高考真题）关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是 A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化 B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强 C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强 D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强 【答案】B 【解析】A．浓硫酸能使蔗糖炭化，体现的是其脱水性，而不是吸水性，A错误；B．NaClO在水溶液中会发生水解，离子方程式为：，pH减小，则酸性增强，会促使平衡向正反应方向移动，生成氧化性更强的HClO，在酸性条件下可生成具有强氧化性的氯气、二氧化氯等气体，增强氧化能力，B正确；C．HI的沸点低，易挥发加热与浓混合物发生反应生成利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理，C错误；D．相同条件下根据铜与浓硝酸、稀硝酸反应的剧烈程度可知，浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，D错误；故选B。 7．（2021·广东·高考真题）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是 A．放入水中： B．通过灼热铁粉： C．铜丝插入热的浓硫酸中： D．通入酸性溶液中： 【答案】D 【解析】A．放入水中化学方程式应该是：，A选项中氧元素不守恒，A错误；B．通过灼热铁粉应高温条件下生成四氧化三铁和氢气，B错误；C．铜丝插入热的浓硫酸中生成的气体不是氢气，应是二氧化硫，C错误；D．通入酸性溶液中，被氧化为，被还原为，再根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得离子方程式为，D正确；故选D。 8．（2021·重庆·高考真题）25°时， 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．1.0 mol·L-1氯化钡溶液中： Mg2+、K+、Br-、 B．1.0 mol·L-1硫酸中： A13+、 Na+、Cl-、 C．pH=1l 的氨水中： Fe2+、 Na+、、ClO- D．pH=1的硝酸中： Fe3+、K+、I-、 【答案】B 【解析】A．Ba2+与生成BaSO4，不能大量共存，A项错误；B．该条件下各离子之间不发生反应，可以大量共存，B项正确；C． Fe2+会与氨水反应生成Fe(OH)2沉淀，不能大量共存，C项错误；D．硝酸是强氧化剂会与具有还原性的I-发生氧化还原反应，不能大量共存，D项错误；答案选B。 9．（2022·重庆·高考真题）工业上用N2和H2合成NH3，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．消耗14gN2生成NH3分子数为2 NA B．消耗1molH2，生成N－H键数为2 NA C．生成标准状况下22.4LNH3，电子转移数为2 NA D．氧化1molNH3生成NO，需O2分子数为2 NA 【答案】B 【解析】A．由方程式可知，消耗14g氮气生成氨气的分子数为×2×NAmol—1=NA，故A错误；B．由方程式可知，消耗1mol氢气生成N－H键数为1mol××3×NAmol—1=2NA，故B正确；C．由方程式可知，生成标准状况下22.4L氨气，反应电子转移数为×3×NAmol—1=3NA，故C错误；D．由得失电子数目守恒可知，1mol氨气与氧气反应生成一氧化氮，需氧气分子数为1mol××NAmol—1=1.25NA，故D错误；故选B。 10．（2024·湖南·高考真题）某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是 A．开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B．锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C．红棕色逐渐变浅的主要原因是 D．铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 【答案】C 【解析】A．金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较慢，可能的原因是反应温度较低，故A项说法错误；B．由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B项说法错误；C．装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体颜色变浅，故C项说法正确；D．由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，故D项说法错误；答案选C。 11．（2021·福建·高考真题）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下： 下列说法错误的是 A．FeSO4的分解产物X为FeO B．本流程涉及复分解反应 C．HNO3的沸点比H2SO4的低 D．制备使用的铁锅易损坏 【答案】A 【解析】A．据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化，X为Fe2O3，A错误；B．H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4，为复分解反应，B正确；C．H2SO4与KNO3混合后，蒸馏过程中生成HNO3，说明HNO3的沸点比H2SO4的低，C正确；D．硫酸、硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D正确；综上所述答案为A。 12．（2020·北京·高考真题）硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图： 下列说法不正确的是 A．该过程有H2O参与 B．NO2是生成硫酸盐的氧化剂 C．硫酸盐气溶胶呈酸性 D．该过程没有生成硫氧键 【答案】D 【解析】A．根据图示中各微粒的构造可知，该过程有H2O参与，故A正确；B．根据图示的转化过程，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，做氧化剂，则NO2的是生成硫酸盐的氧化剂，故B正确；C．硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶中含有HSO，转化过程有水参与，则HSO在水中可电离生成H+和SO，则硫酸盐气溶胶呈酸性，故C正确；D．根据图示转化过程中，由SO转化为HSO，根据图示对照，有硫氧键生成，故D错误；答案选D。 13．（2022·浙江·高考真题）亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是 方案设计 现象和结论 A 先加入少量溶液，再加溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 B 加到少量溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠 C 先加到少量溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠 D 先加入少量溶液，再加入溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 【答案】C 【解析】A．样品若为NaCl，依然会出现白色沉淀，A错误；B．氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误；C．亚硝酸有氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄色，C正确；D．稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀，D错误；故选C。 14．（2024·贵州·高考真题）贵州重晶石矿(主要成分)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的主要溶质是 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 【答案】B 【解析】重晶石矿（主要成分为）通过一系列反应，转化为溶液；加盐酸酸化，生成和气体；在溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；加水溶解后，加入，进行合成反应，得到粗品，最后洗涤得到最终产品。A．由分析可知，“气体”主要成分为气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误；B．由分析可知，“系列操作”得到的是晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确；C．“合成反应”是和反应生成，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误；D．“洗涤”时，若使用稀，会部分转化为难溶的，故不能使用稀，D项错误；故选B。 二、解答题（4个小题，共58分） 15．（2016·全国I卷·高考真题）（15分）氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题： （1）氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。 （2）氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中 ②反应的化学方程式 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集 打开K2 ③ ④ 【答案】 （1）①A(或B) 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O) ②d→c→f→e→i （2）①红棕色气体慢慢变浅 ② 8NH3+6NO27N2 +12H2O ③ Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压 【解析】（1）①实验室可以用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体，反应条件为加热，所以选择A为发生装置，反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，也可以选择装置B用加热浓氨水的方法制备氨气，反应方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O，故答案为A (或B)；Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O)； ②实验室制备的氨气中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体，氨气极易溶于水，密度小于空气密度，所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→i；故答案为d→c→f→e→i； （2）打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中，则氨气与二氧化氮发生归中反应 生成无色氮气，所以看到现象为：红棕色气体慢慢变浅；根据反应8NH3+6NO27N2+12H2O以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少，Y装置内压强降低，所以打开K2在大气压的作用下Z中NaOH溶液发生倒吸，故答案为红棕色气体慢慢变浅；8NH3+6NO27N2 +12H2O；Z中NaOH溶液产生倒吸现象；反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压。 16．（2020·海南·高考真题）（14分）以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。 回答下列问题： （1）黄铁矿中硫元素的化合价为 。 （2）由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。 （3）欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入 (填 “过量”或“不足量”)的SO2气体。 （4）因为Na2S2O5具有 性， 导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。 检验其中含有的方法是 。 （5）一般用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+。 反应式：+6Fe2+ +14H+ = 2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O 某次实验称取0.2800 g样品，滴定时消耗浓度为0.03000 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL，则样品中铁含量为 %。 【答案】 （1） -1 （2）Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2 （3）过量 （4）还原 先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有 （5）90.36% 【解析】黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用CO还原得到还原铁粉，用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸，尾气中含有二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3，加热后生成Na2S2O5，据此分析解答。 （1）黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁(FeS2)，其中铁元素的化合价是+2价，因此硫元素的化合价为-1价，故答案为：-1； （2）炉渣的主要成分为Fe2O3，由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2，故答案为：Fe2O3+3CO2Fe+ 3CO2； （3） Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3，欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入过量的SO2气体，故答案为：过量； （4） Na2S2O5 转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了Na2S2O5的还原性；检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化，除去，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有，否则没有，故答案为：还原；先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有； （5） 称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+，存在关系式：6Fe～6Fe2+～，滴定过程中消耗的K2Cr2O7 物质的量为0.03000 mol·L-1×0.02510 L=0.000753mol，则样品中含有的铁的物质的量为0.000753mol×6=0.004518mol，样品中铁含量为×100%=90.36%，故答案为：90.36%。 17．（2019·北京·高考真题）（15分）化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 （1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。 ①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 ②试剂a是 。 （2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为 、Ag2SO4或两者混合物。（资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水） 实验二：验证B的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式： 。 ②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是 。 （3）根据沉淀F的存在，推测的产生有两个途径： 途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。 途径2：实验二中，被氧化为进入D。 实验三：探究的产生途径 ①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有 ：取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由： 。 ②实验三的结论： 。 （4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 。 （5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和生成。 （6）根据上述实验所得结论： 。 【答案】 （1） Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 浓硫酸或饱和的NaHSO3溶液 （2）Ag2SO3+4NH3•H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O H2O2溶液，产生白色沉淀，则证明B中含有Ag2SO3 （3） Ag+ 因为若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀 实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42- （4）2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3+2H+ （6）二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子 【解析】本题的实验目的是探究SO2与硝酸银溶液的反应，实验过程先用铜片和浓硫酸反应制备SO2，再将SO2通入硝酸银溶液中，对所得产物进行探究，可依据元素化合物知识解答。 （1）①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O， 故答案为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O； ②由于烧瓶中的空气没有排出，反应生成的SO2可能会被氧气氧化为SO3，SO3会干扰后续的实验，所以试剂a应为除去杂质SO3的试剂，可以用饱和NaHSO3溶液； 故答案为饱和NaHSO3溶液； （2）①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)2+，离子方程式为：Ag2SO3+4NH3•H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O， 故答案为Ag2SO3+4NH3•H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O； ②推测沉淀D为BaSO3，加过量稀盐酸溶解得滤液E和少量沉淀F，则E中可能含有溶解的SO2，可加入双氧水溶液，若加入双氧水溶液可以将亚硫酸或亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而生成白色的硫酸钡沉淀，则证明B中含有Ag2SO3； 故答案为H2O2，溶液，产生白色沉淀，则证明B中含有Ag2SO3； （3）①加入过量盐酸产生白色沉淀，说明含有Ag+；B中不含Ag2SO4，因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀， 故答案为Ag+；因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白色沉淀； ②实验三的结论：实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42-； （4）根据以上分析，二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，离子方程式为：2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3+2H+， 故答案为2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3+2H+； （6）综合实验一、实验二和实验三的分析，可以得出该实验的结论为：二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。 故答案为二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。 16．（2020·北京·高考真题）（14分）用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)，Ag和Cu。 已知：①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl （1）酸溶后经 操作，将混合物分离。 （2）浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同，写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式： 。 （3）HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3溶金原理相同。 ①将溶金反应的化学方程式补充完整： Au+ NaCl+ HNO3=HAuCl4+ + + NaNO3 ②关于溶金的下列说法正确的是 。 A．用到了HNO3的氧化性 B．王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性 C．用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解 （4）若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原，则参加反应的Zn的物质的量是 mol。 （5）用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉，可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。 试剂1是 ，物质2是 。 【答案】 过滤 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4 5 NO 2H2O 4 AC 2 NaCl溶液 Fe、Cu 【解析】废旧CPU中的单质Au(金)，Ag和Cu，加入硝酸酸化后，金不反应，Ag和Cu转化为铜离子和银离子的混合溶液，含金的溶液中加入硝酸和氯化钠的混合溶液，金转化为HAuCl4，HAuCl4经锌粉还原分离得到金，由此分析。 【解析】（1） Au(金)，Ag和Cu经酸溶后得到金、铜离子和银离子的混合溶液，将固体和液体分开的操作是过滤，将混合物分离； （2）铜与稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O；溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为mol；铜与浓硝酸反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，溶解1molCu消耗HNO3的物质的量为4mol；消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式为铜与稀硝酸的反应，化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O； （3）①根据化合价的变化规律可知，金的化合价从0价升高到+3价，作还原剂，硝酸作氧化剂，从+5价降低到+2价，产物有一氧化氮生成，根据质量守恒，生成物中还有水，化学方程式为：Au+4NaCl+5HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3； ②A．溶金过程中硝酸的化合价降低，作氧化剂，具有强氧化性，用到了HNO3的氧化性，故A正确； B．王水中V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3，金与浓硝酸表面生成致密的氧化膜，不反应，王水中浓盐酸中提供了氯离子，利于生成四氯合金离子，利于金与硝酸的反应，主要作用增强硝酸的氧化性，故B错误； C．HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3溶金原理相同，则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解，故C正确； 答案选AC； （4）由于HAuCl4=H++AuCl，若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原，HAuCl4中金的化合价为+3价，被锌还原为0价，锌的化合价从0价升高到＋2价，参加反应的Zn的物质的量x，锌的化合价从0价升高到+2价，根据得失电子守恒可知：2x=3，x=1.5mol，同时Zn+2H+=Zn2++H2↑，与氢离子反应的Zn的物质的量为0.5mol，则参加反应的Zn的物质的量是2mol； （5） 根据图中信息可知，含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3，物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子，试剂3是氨水，物质3是氯化银，试剂1是NaCl溶液，物质1是氯化铜，氯化铜加入过量铁粉得到物质2：铜和过量铁，经过试剂2，过滤后得到铜单质，试剂2是盐酸，除去过量的铁粉，二氨合银离子经过还原可以得到银单质，实现了铜和银的分离，试剂1是NaCl溶液，物质2是Fe、Cu。 【点睛】浓硝酸不能单独将Au溶解，将浓硝酸中加入浓盐酸，利于生成四氯合金离子，利于金与硝酸的反应，主要作用增强硝酸的氧化性，为易错点。 26 / 43 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$