第四章 非金属及其化合物(综合训练)(天津专用)2026年高考化学一轮复习讲练测
2025-10-30
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内容正文:
第四章 非金属及其化合物
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Fe 56 Te 128
一、选择题(本题共15小题,共45分,每小题只有一个正确选项)
1.(2025·河南驻马店高三一模)“四面天成体,硅酸不二盐。合分催化易,贵贱识瑕难。粉碎出新质,熔融弃旧观。单晶福四海,共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是( )
A.硅酸盐主要以正盐形式存在
B.硅酸盐中,Si和O构成硅氧四面体
C.硅晶体用于制作光导纤维
D.大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点
2.【古代文献+卤素的性质】明朝宋应星《天工开物》中记载:“同一海卤传神,而取法则异。……一法潮波浅被地,……候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”下列有关叙述错误的是( )
A.海卤焰色试验时火焰为黄色判断“盐霜”中不含钾元素
B.古代可利用盐霜延长食物的保存时间
C.“半日晒出盐霜”是蒸发结晶的过程
D.“海卤”的主要成分为NaCl
3.(2025·天津市·南开区·二模)中国建立亚洲最大太阳能发电站、神舟十三号顺利往返及三次“天宫授课”、上海官宣实现14纳米先进工艺量产及5G芯片等突破,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是( )
A.太阳能电池板的材料是二氧化硅
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料
C.“泡腾片实验”中,柠檬酸与小苏打反应时,有电子转移
D.制造5G芯片的氮化镓不属于合金材料
4.自然界中的氮循环部分转化关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.氮气分子结构稳定,常温很难和其他物质发生反应
B.Ⅰ过程属于氮的固定
C.工业上也是利用图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个转化来生产硝酸
D.图中Ⅱ、Ⅲ为硝化过程,均可通过加入氧化剂实现
5.将Cl2通入冷的NaOH溶液中可制得漂白液。下列装置(箭头表示Cl2的气流方向)能达到相应目的的是( )
A.制备Cl2
B.除去Cl2中的HCl
C.制备漂白液
D.尾气处理
6.下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HS+Cl2+H2O===S+3H++2Cl-
7.(高考改编题)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,下列说法错误的是( )
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO2·3H2O,高于38 ℃时析出NaClO2。
A.“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
B.“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2,此反应的离子方程式为2OH-+H2O2+2ClO2+O2+2H2O
C.“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2
D.“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥
8.正交硫与单斜硫是硫元素的两种常见单质,均由S8分子(结构如图所示)组成,两者结构中S8分子的排列方式不同,相互之间可以转化:单斜硫正交硫。下列有关说法错误的是( )
A.正交硫与单斜硫互为同素异形体
B.S8分子中每个“S”均满足8电子结构
C.正交硫转化为单斜硫发生了化学变化
D.正交硫与单斜硫均完全燃烧生成SO2时,单斜硫放出的能量多
9.向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应Ⅰ:SO2+4H++4I-===2I2+S↓+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应Ⅱ:I2+SO2+2H2O===S+4H++2I-。下列说法错误的是( )
A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关
B.每生成0.1 mol S,整个过程中转移0.4 mol电子,同时消耗0.2 mol KI
C.该过程的总反应为3SO2+2H2O===2S+S↓+4H+
D.该反应过程中KI作催化剂
10.硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A.硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B.将X通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成
C.M的无水固体粉末显蓝色
D.N与Z反应可生成X
11.(2025·泉州安溪开学质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O
C.溶液酸性:A>B>C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
12.【氨及相关物质的性质预测】NH3可用于生产铵盐、硝酸等。N2H4与(CH3)2NNH2都可用作火箭的燃料。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.(CH3)2NNH2具有还原性,可用作火箭的燃料
C.NH4NO3易分解,可用作化肥
D.N2H4共价键数目大于NH3,NH3(g)的热稳定性比N2H4(g)的高
13.【现用传感技术+喷泉实验】现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法错误的是( )
A.制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或NaOH
B.实验后,可用稀硫酸处理多余的氨气
C.将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶瓶口,试纸变蓝,说明NH3已经集满
D.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则D点时喷泉最剧烈
14.【芯片刻蚀+硅的性质】Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图,刻蚀溶液由一定浓度的HF和H2O2混合而成,刻蚀时间为2~16 min,由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉,剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A.Ag薄膜附近随着反应的进行,pH逐渐减小
B.Si极发生的反应为Si+2H2O-4e-===SiO2+4H+,SiO2+6HF===H2SiF6+2H2O
C.该刻蚀的总反应可表示为Si+6HF+2H2O2===H2SiF6+4H2O
D.该刻蚀过程是由微小的Si、Ag、HF和H2O2的原电池组成
15.实验室在如图所示装置中制取NH3,将NH3通入CuSO4溶液,当生成的蓝色沉淀溶解为深蓝色溶液,再滴加乙醇可获得[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。已知:[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。下列说法不正确的是( )
A.在装置甲试管中加入NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取NH3
B.装置乙中的a和装置丙中的b均可防止倒吸
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
D.与NH3相比,H2O更易与Cu2+形成配位键
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(16分)某化学兴趣小组的同学买来一瓶84消毒液,请大家与他们一同来研讨以下问题:
(1)此瓶84消毒液的说明书上这样写道:“本品为无色液体,呈碱性……”,请你推测它的有效成分是__________(填字母)。
A.Cl2 B.H2O2 C.NaClO D.KMnO4
(2)该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放20 mL该84消毒液,露置在阳光充足的室内,他们对84消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如图所示:
从图1和图2中数据可得知84消毒液暴露在空气中半小时后,其主要溶质是 ,用化学方程式表示其中变化的主要原因:
NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3、
___________________________________、
____________________________________。
(3)该化学兴趣小组的同学选择紫色石蕊溶液对84消毒液的性质进行实验探究,请你帮助他们完成实验报告:
实验操作
预期现象
结论
(4)该化学兴趣小组的同学上网查询有关84消毒液的信息时 ,发现这样一则消息:有一家庭把84消毒液和清洁剂(呈酸性、含Cl-)倒在一起,进行刷洗。一会儿,他们就晕倒在房间里。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们解开这一悬念: 。
17.(14分)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是 。气体a的主要成分有 、CO2和未反应的O2。
(2)为充分吸收气体a,下列吸收装置合适的是 (填字母)。
(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b),用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b,根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。
①滴定时NaOH溶液置于 (填仪器名称)中,若以酚酞为指示剂,滴定终点时的现象为 。
②若称取1 g钢样进行实验,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
(4)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是除去SO2,通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。
18.(10分)硒是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。粗硒经过下列流程可获得亚硒酸钠(Na2SeO3)。
(1)硒与硫是同主族的相邻元素,Na2SeO3中硒的化合价为 ,硒元素在周期表中的位置为_____________________。
(2)已知在氧化器中粗硒转化为SeO2,则搅拌槽中发生主要反应的离子方程式为 。
(3)由滤液获取Na2SeO3·5H2O晶体的操作为 、过滤、洗涤。Na2SeO3·5H2O脱水制取Na2SeO3时,须在真空箱中进行,原因是 。
(4)吸入人体内的O2有2%转化为氧化性极强的“活性氧()”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。服用亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧()。由此判断下列说法正确的是 (填字母)。
A.活性氧发生氧化反应
B.Na2SeO3具有氧化性
C.Na2SeO3在反应中作还原剂
D.活性氧化合价升高
19.(15分)(2025•天津市•河东区•二模)氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸,微溶于乙醇,溶于水时存在反应:H2NSO3H+H2O=NH4HSO4,实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸(实验装置如图)。(已知:NH2OH沸点为70℃,性质不稳定,加热时爆炸,室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解)。
Ⅰ.制备氨基磺酸
(1)羟胺的电子式 __________ 。
(2)A装置中橡胶管的作用是____________________;
(3)实验过程中,先旋开_____(填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞,后旋开另一个活塞,其目的是__________________________________。
(4)设计实验证明氨基磺酸溶于水有生成:
_________________________________________________________ 。
(5)下列叙述正确的是__________ 。
a.装置A选用98%浓硫酸可以加快SO2生成速率
b.装置C可采用热水浴加快反应速率
c.实验完毕后,采用分液操作分离C装置中的混合物
d.本实验应在通风橱中进行
Ⅱ.检验氨基磺酸
(6)准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液。取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉碘化钾溶液做指示剂,用0.080mol•L﹣1的NaNO2标准溶液进行滴定,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2、NaNO2的还原产物也为N2。
①配制250mL氨基磺酸待测液的容器名称是 ____________________ ;
②写出此反应的化学反应方程式 _____________________________________ ;
③氨基磺酸粗品的纯度:__________ (用质量百分数表示,保留3位有效数字)。
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第四章 非金属及其化合物
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Fe 56 Te 128
一、选择题(本题共15小题,共45分,每小题只有一个正确选项)
1.(2025·河南驻马店高三一模)“四面天成体,硅酸不二盐。合分催化易,贵贱识瑕难。粉碎出新质,熔融弃旧观。单晶福四海,共价造人间。”有关这首五律诗的化学知识解读错误的是( )
A.硅酸盐主要以正盐形式存在
B.硅酸盐中,Si和O构成硅氧四面体
C.硅晶体用于制作光导纤维
D.大多数硅酸盐具有耐高温、耐腐蚀的特点
答案 C
解析 在硅酸盐结构中,每个Si一般被4个O所包围,构成硅氧四面体,故B正确;硅晶体用于制作计算机芯片、太阳能电池板,二氧化硅用于制作光导纤维,故C错误;硅酸盐中,Si和O构成硅氧四面体,硅氧四面体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、耐高温、耐腐蚀的特点,故D正确。
2.【古代文献+卤素的性质】明朝宋应星《天工开物》中记载:“同一海卤传神,而取法则异。……一法潮波浅被地,……候潮一过,明日天晴,半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼。”下列有关叙述错误的是( )
A.海卤焰色试验时火焰为黄色判断“盐霜”中不含钾元素
B.古代可利用盐霜延长食物的保存时间
C.“半日晒出盐霜”是蒸发结晶的过程
D.“海卤”的主要成分为NaCl
答案 A
解析 海卤焰色试验时未通过蓝色钴玻璃观察,则不能判断“盐霜”中是否含钾元素,故A错误。
3.(2025·天津市·南开区·二模)中国建立亚洲最大太阳能发电站、神舟十三号顺利往返及三次“天宫授课”、上海官宣实现14纳米先进工艺量产及5G芯片等突破,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是( )
A.太阳能电池板的材料是二氧化硅
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子材料
C.“泡腾片实验”中,柠檬酸与小苏打反应时,有电子转移
D.制造5G芯片的氮化镓不属于合金材料
答案 D
解析 太阳能电池板的材料是半导体材料硅,不是二氧化硅,故A错误;玻璃纤维是无机非金属材料,故B错误;柠檬酸的酸性强于碳酸,能与小苏打反应生成二氧化碳,反应中没有元素化合价发生变化,没有电子转移,属于非氧化还原反应,故C错误;氮化镓是化合物,不是金属单质的混合物,所以氮化镓不属于合金材料,故D正确。
4.自然界中的氮循环部分转化关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.氮气分子结构稳定,常温很难和其他物质发生反应
B.Ⅰ过程属于氮的固定
C.工业上也是利用图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个转化来生产硝酸
D.图中Ⅱ、Ⅲ为硝化过程,均可通过加入氧化剂实现
答案 C
解析 工业上是通过氨的催化氧化生成NO、NO被氧化为NO2、NO2和水反应三个转化来生产硝酸,故C错误;Ⅱ中氮元素从-3价升高到+3价、Ⅲ中氮元素从+3价升高到+5价,都为硝化过程,均可通过加入氧化剂实现,故D正确。
5.将Cl2通入冷的NaOH溶液中可制得漂白液。下列装置(箭头表示Cl2的气流方向)能达到相应目的的是( )
A.制备Cl2
B.除去Cl2中的HCl
C.制备漂白液
D.尾气处理
答案 C
解析 二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,故A错误;用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,气体应该“长进短出”,故B错误;氯气和氢氧化钠在较低温度下反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,故C正确;石灰水的浓度太小,应该用氢氧化钠溶液吸收氯气,故D错误。
6.下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄漏的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HS+Cl2+H2O===S+3H++2Cl-
答案 B
解析 氯气用于自来水消毒,反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B不正确。
7.(高考改编题)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,下列说法错误的是( )
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO2·3H2O,高于38 ℃时析出NaClO2。
A.“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
B.“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2,此反应的离子方程式为2OH-+H2O2+2ClO2+O2+2H2O
C.“电解”中阴极反应的主要产物是Cl2
D.“一系列操作”为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥
答案 C
解析 电解装置中阴极上ClO2得电子生成,阳极上Cl-失电子生成Cl2 ,C错误。
8.正交硫与单斜硫是硫元素的两种常见单质,均由S8分子(结构如图所示)组成,两者结构中S8分子的排列方式不同,相互之间可以转化:单斜硫正交硫。下列有关说法错误的是( )
A.正交硫与单斜硫互为同素异形体
B.S8分子中每个“S”均满足8电子结构
C.正交硫转化为单斜硫发生了化学变化
D.正交硫与单斜硫均完全燃烧生成SO2时,单斜硫放出的能量多
答案 D
解析 正交硫与单斜硫都是由硫元素组成的单质,所以两者互为同素异形体,A正确;由结构示意图可知,S8分子中每个硫原子与2个硫原子形成共价键,则每个硫原子均满足8电子稳定结构,B正确;同素异形体之间的转化属于化学变化,C正确。
9.向酸化的KI溶液中通入SO2,溶液变黄并出现浑浊,发生反应Ⅰ:SO2+4H++4I-===2I2+S↓+2H2O,继续通入SO2,溶液变为无色,发生反应Ⅱ:I2+SO2+2H2O===S+4H++2I-。下列说法错误的是( )
A.SO2、I2的氧化性强弱与外界条件有关
B.每生成0.1 mol S,整个过程中转移0.4 mol电子,同时消耗0.2 mol KI
C.该过程的总反应为3SO2+2H2O===2S+S↓+4H+
D.该反应过程中KI作催化剂
答案 B
解析 每生成0.1 mol S,由反应Ⅱ可知,转移电子0.2 mol,生成0.2 mol I-,消耗0.1 mol I2,通过反应Ⅰ可知,生成0.1 mol·L-1 I2,则消耗0.2 mol I-,转移电子0.2 mol,故整个过程转移0.4 mol电子,不消耗KI,故B错误;由反应Ⅰ+2×反应Ⅱ可得该过程的总反应:3SO2+2H2O===2S+S↓+4H+,该反应过程中KI作催化剂,C、D正确。
10.硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是( )
A.硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B.将X通入BaCl2溶液中有白色沉淀生成
C.M的无水固体粉末显蓝色
D.N与Z反应可生成X
答案 D
解析 硫燃烧只能得到SO2,A项错误;盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,故SO2不与BaCl2溶液反应,B项错误;无水CuSO4为白色,C项错误;Na2S2O3与H2SO4反应生成SO2、S、H2O、Na2SO4,D项正确。
11.(2025·泉州安溪开学质检)如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.向溶液B中滴加KSCN溶液,溶液可能变为红色
B.溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H++2Fe2++O2===2Fe3++2H2O
C.溶液酸性:A>B>C
D.加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A
答案 A
解析 SO2与Fe3+发生氧化还原反应生成Fe2+,若二氧化硫足量,则溶液中无Fe3+,加入KSCN溶液,溶液不变红色;若二氧化硫不足,则溶液中有Fe3+,加入KSCN溶液,溶液变红色,A正确;离子方程式中电荷不守恒,B错误;溶液A转化为溶液B后溶液酸性增强,C错误;FeO与H+反应生成Fe2+,故溶液C不能转化为溶液A,D错误。
12.【氨及相关物质的性质预测】NH3可用于生产铵盐、硝酸等。N2H4与(CH3)2NNH2都可用作火箭的燃料。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.(CH3)2NNH2具有还原性,可用作火箭的燃料
C.NH4NO3易分解,可用作化肥
D.N2H4共价键数目大于NH3,NH3(g)的热稳定性比N2H4(g)的高
答案 B
解析 液氨汽化时吸收大量的热,因此可用作制冷剂,与氨极易溶于水无关,A不符合题意;(CH3)2NNH2具有还原性,可被氧化剂氧化,生成大量气体并释放出大量的能量,因此可用作火箭的燃料,物质性质与用途具有对应关系,B符合题意;NH4NO3可用作化肥,是因为含有氮元素,与NH4NO3易分解无关,C不符合题意;N2H4分子内含有N—N,导致N2H4(g)的热稳定性比NH3(g)的低,与共价键数目无关,D不符合题意。
13.【现用传感技术+喷泉实验】现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法错误的是( )
A.制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或NaOH
B.实验后,可用稀硫酸处理多余的氨气
C.将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶瓶口,试纸变蓝,说明NH3已经集满
D.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则D点时喷泉最剧烈
答案 D
解析 氨气与稀硫酸反应生成硫酸铵,实验后,可用稀硫酸处理多余的氨气,B正确;氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶瓶口,试纸变蓝,说明NH3已经集满,C正确;氨气极易溶于水,压强变化最大时,喷泉最剧烈,则图中C点时喷泉最剧烈,D错误。
14.【芯片刻蚀+硅的性质】Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图,刻蚀溶液由一定浓度的HF和H2O2混合而成,刻蚀时间为2~16 min,由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉,剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A.Ag薄膜附近随着反应的进行,pH逐渐减小
B.Si极发生的反应为Si+2H2O-4e-===SiO2+4H+,SiO2+6HF===H2SiF6+2H2O
C.该刻蚀的总反应可表示为Si+6HF+2H2O2===H2SiF6+4H2O
D.该刻蚀过程是由微小的Si、Ag、HF和H2O2的原电池组成
答案 A
解析 根据图示可知,在Ag薄膜附近发生反应:2H++2e-+H2O2===2H2O,所以随着反应的进行,c(H+)减小,故pH逐渐增大,A错误;根据图示可知,在Si电极上,Si失去电子与HF结合形成H2SiF6和H+,化学方程式为Si+2H2O-4e-===SiO2+4H+,SiO2+6HF===H2SiF6+2H2O,B正确;由Ag、Si极发生的电极反应及电子转移数目相等,可知总反应方程式为Si+6HF+2H2O2===H2SiF6+4H2O,C正确;根据上述分析可知:在Ag电极上得到电子,在Si电极上失去电子,电解质溶液为HF和H2O2,它们形成闭合回路,实现了化学能向电能的转化,即构成了原电池,D正确。
15.实验室在如图所示装置中制取NH3,将NH3通入CuSO4溶液,当生成的蓝色沉淀溶解为深蓝色溶液,再滴加乙醇可获得[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。已知:[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。下列说法不正确的是( )
A.在装置甲试管中加入NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取NH3
B.装置乙中的a和装置丙中的b均可防止倒吸
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
D.与NH3相比,H2O更易与Cu2+形成配位键
答案 D
解析 实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气,制取装置中试管口略向下倾斜,防止水倒流引起试管炸裂,A正确;氨气极易溶于水,易发生倒吸,装置乙中a的容积较大,可防止制备过程中发生倒吸现象,装置丙中倒扣的漏斗与液面相切,可防止液体倒吸,B正确;由向深蓝色溶液中加入乙醇,深蓝色溶液变浑浊,静置后有[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出,因此[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,故C正确;由向硫酸铜溶液中通入NH3,先生成蓝色沉淀,蓝色沉淀逐渐溶解为深蓝色溶液可知,氨分子比水分子更容易与铜离子反应形成配合物,故D错误。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(16分)某化学兴趣小组的同学买来一瓶84消毒液,请大家与他们一同来研讨以下问题:
(1)此瓶84消毒液的说明书上这样写道:“本品为无色液体,呈碱性……”,请你推测它的有效成分是__________(填字母)。
A.Cl2 B.H2O2 C.NaClO D.KMnO4
(2)该化学兴趣小组的同学在瓷碗中盛放20 mL该84消毒液,露置在阳光充足的室内,他们对84消毒液的消毒效果和组成成分的变化进行了研究。得出数据如图所示:
从图1和图2中数据可得知84消毒液暴露在空气中半小时后,其主要溶质是 ,用化学方程式表示其中变化的主要原因:
NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3、
___________________________________、
____________________________________。
(3)该化学兴趣小组的同学选择紫色石蕊溶液对84消毒液的性质进行实验探究,请你帮助他们完成实验报告:
实验操作
预期现象
结论
(4)该化学兴趣小组的同学上网查询有关84消毒液的信息时 ,发现这样一则消息:有一家庭把84消毒液和清洁剂(呈酸性、含Cl-)倒在一起,进行刷洗。一会儿,他们就晕倒在房间里。这几位同学感到迷惑不解。请你用离子方程式帮助他们解开这一悬念: 。
答案 (每空2分)
(1)C
(2)NaCl 2HClO2HCl+O2↑ HCl+NaHCO3===CO2↑+H2O+NaCl
(3)取一干净试管,加入1~2 mL 84消毒液,然后滴加几滴紫色石蕊溶液 溶液先变蓝后褪色 84消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性)
(4)ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
解析 (2)从图1和图2中数据可知84消毒液暴露在空气中半小时后,消毒效果几乎为零,溶液pH接近7,溶液中的主要溶质应该是NaCl,所发生反应的化学方程式为NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3,2HClO2HCl+O2↑,HCl+NaHCO3===CO2↑+H2O+NaCl。(3)由于84消毒液具有碱性和氧化性(或漂白性),紫色石蕊溶液遇84消毒液会出现先变蓝后褪色的现象。(4)84消毒液与清洁剂(呈酸性、含Cl-)混合,ClO-在酸性条件下能氧化Cl-生成氯气,发生反应的离子方程式是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
17.(14分)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大,其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:
(1)煅烧装置中采用纯氧,目的是 。气体a的主要成分有 、CO2和未反应的O2。
(2)为充分吸收气体a,下列吸收装置合适的是 (填字母)。
(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b),用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b,根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。
①滴定时NaOH溶液置于 (填仪器名称)中,若以酚酞为指示剂,滴定终点时的现象为 。
②若称取1 g钢样进行实验,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
(4)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是除去SO2,通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。
答案 (1)避免引入空气中的杂质,同时使煅烧更充分 (2分) SO2 (1分)
(2)CD (2分)
(3)①碱式滴定管 (1分) 滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色 (2分)
②0.032% (2分)
(4)①还原性 (2分) ②吸收CO2气体前后CO2吸收瓶的质量 (2分)
解析 (2)为了防倒吸和安全起见,选择C或D装置。(3)①NaOH溶液应置于碱式滴定管中,酚酞遇碱变红,当达到滴定终点时,硫酸被消耗完,故滴定终点的现象为滴入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色并保持30 s不褪色。②由S~H2SO4~2NaOH可知,滴定消耗0.01 mol·L-1 NaOH溶液2.0 mL,即0.01 mol·L-1×2.0×10-3 L=2.0×10-5 mol时,钢样中硫的物质的量为1.0×10-5 mol,即质量为1.0×10-5 mol×32 g·mol-1=3.2×10-4g,则该钢样中硫的质量分数为×100%=0.032%。(4)①MnO2和K2Cr2O7都是强氧化剂,由此可知该法利用了SO2的还原性。②对比CO2吸收瓶吸收二氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量,从而知道钢样中碳的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。
18.(10分)硒是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。粗硒经过下列流程可获得亚硒酸钠(Na2SeO3)。
(1)硒与硫是同主族的相邻元素,Na2SeO3中硒的化合价为 ,硒元素在周期表中的位置为_____________________。
(2)已知在氧化器中粗硒转化为SeO2,则搅拌槽中发生主要反应的离子方程式为 。
(3)由滤液获取Na2SeO3·5H2O晶体的操作为 、过滤、洗涤。Na2SeO3·5H2O脱水制取Na2SeO3时,须在真空箱中进行,原因是 。
(4)吸入人体内的O2有2%转化为氧化性极强的“活性氧()”,它能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。服用亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧()。由此判断下列说法正确的是 (填字母)。
A.活性氧发生氧化反应
B.Na2SeO3具有氧化性
C.Na2SeO3在反应中作还原剂
D.活性氧化合价升高
答案 (1)+4 (1分) 第四周期第ⅥA族 (1分)
(2)SeO2+2OH-===+H2O (2分)
(3)蒸发浓缩、冷却结晶 防止Na2SeO3被空气中的氧气氧化 (2分)
(4)C (2分)
解析 (3)由Na2SeO3溶液得到Na2SeO3·5H2O晶体,操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;Na2SeO3·5H2O中硒的化合价为+4价,具有还原性,因此Na2SeO3·5H2O脱水制取Na2SeO3时在真空箱中进行,可以防止被空气中的O2氧化。(4)因为“活性氧”氧化性极强,作氧化剂,发生还原反应,化合价降低,A、D错误;Na2SeO3能消除人体内的活性氧(),Na2SeO3作还原剂,具有还原性,B错误、C正确。
19.(15分)(2025•天津市•河东区•二模)氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸,微溶于乙醇,溶于水时存在反应:H2NSO3H+H2O=NH4HSO4,实验室用羟胺(NH2OH)和SO2反应制备氨基磺酸(实验装置如图)。(已知:NH2OH沸点为70℃,性质不稳定,加热时爆炸,室温下同时吸收水蒸气和CO2时迅速分解)。
Ⅰ.制备氨基磺酸
(1)羟胺的电子式 __________ 。
(2)A装置中橡胶管的作用是____________________;
(3)实验过程中,先旋开_____(填“A”或“C”)装置的分液漏斗活塞,后旋开另一个活塞,其目的是__________________________________。
(4)设计实验证明氨基磺酸溶于水有生成:
_________________________________________________________ 。
(5)下列叙述正确的是__________ 。
a.装置A选用98%浓硫酸可以加快SO2生成速率
b.装置C可采用热水浴加快反应速率
c.实验完毕后,采用分液操作分离C装置中的混合物
d.本实验应在通风橱中进行
Ⅱ.检验氨基磺酸
(6)准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液。取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉碘化钾溶液做指示剂,用0.080mol•L﹣1的NaNO2标准溶液进行滴定,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2、NaNO2的还原产物也为N2。
①配制250mL氨基磺酸待测液的容器名称是 ____________________ ;
②写出此反应的化学反应方程式 _____________________________________ ;
③氨基磺酸粗品的纯度:__________ (用质量百分数表示,保留3位有效数字)。
【答案】(1) (2分)
(2)保持漏斗与烧瓶压强一致,确保液体顺畅流出 (2分)
(3)A (1分) 在实验前排尽装置中空气 (1分)
(4)向少量氨基磺酸溶液中加入足量浓NaOH溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明溶于水有产生 (2分)
(5)d (2分)
(6)①250mL容量瓶 (1分)
②H2NSO3H+NaNO2=NaHSO4+N2↑+H2O或NH4HSO4+NaNO2=NaHSO4+N2↑+2H2O (2分)
③77.6% (2分)
【解析】由装置A制备二氧化硫,经过干燥后在装置C中二氧化硫和羟胺(NH2OH)反应制备氨基磺酸,由于二氧化硫有毒,会污染环境,同时产品遇水会发生反应,故装置的最后部分要用装有碱石灰的干燥管进行处理;
(1)羟胺是共价化合物,根据8电子稳定或H原子的2个电子的稳定结构,电子式为:,
故答案为:;
(2)A装置中橡胶管的作用是:保持漏斗与烧瓶压强一致,确保液体顺畅流出,故答案为:保持漏斗与烧瓶压强一致,确保液体顺畅流出;
(3)实验过程中先旋开A装置的分液漏斗活塞,产生SO2气体排出装置中的空气,防止干扰实验,故答案为:A;在实验前排尽装置中空气;
(4)铵根离子的检验方法是:向少量氨基磺酸溶液中加入足量浓NaOH溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明溶于水有产生,故答案为:向少量氨基磺酸溶液中加入足量浓NaOH溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明溶于水有产生;
(5)a.制备二氧化硫时利用了强酸制备弱酸,所用硫酸浓度不能太大,否则电离程度小,氢离子浓度低,反应速率慢,通常是用70%左右的硫酸,故a错误;b.NH2OH沸点为70℃,性质不稳定,加热时爆炸,则装置C不可采用热水浴加快反应速率,故b错误;c.氨基磺酸是一种一元固体强酸,微溶于乙醇,实验完毕后,大部分氨基磺酸以固体形式存在,所以实验完毕后,采用过滤分离装置C中混合物,故c错误;d.SO2有毒,应在通风橱中进行,故d正确;故答案为:d;
(6)①配制250mL氨基磺酸待测液的容器名称是:250mL容量瓶,故答案为:250mL容量瓶;
②氨基磺酸与NaNO2反应生成N2和NaHSO4,反应的化学方程式为:H2NSO3H+NaNO2=NaHSO4+N2↑+H2O或NH4HSO4+NaNO2=NaHSO4+N2↑+2H2O,故答案为:H2NSO3H+NaNO2=NaHSO4+N2↑+H2O或NH4HSO4+NaNO2=NaHSO4+N2↑+2H2O;③根据方程式H2NSO3H+NaNO2=NaHSO4+N2↑+H2O可知,n(H2NSO3H)=n(NaNO2)=0.0800mol/L×0.025L=0.002mol,氨基磺酸纯度为。故答案为:77.6%。
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