4-1 常见非金属单质及其化合物 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题四 常见无机物及其应用 第一节 常见非金属单质及其化合物 同步作业 （对应教材：中职高教版2021 化学通用类） 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于碳单质的说法，错误的是（ ） A. 金刚石、石墨、C₆₀都是碳的同素异形体 B. 金刚石硬度大，可用于切割玻璃 C. 石墨具有导电性，可制作电极 D. 碳单质在常温下化学性质活泼，易与氧气反应 2. 下列物质中，属于酸性氧化物的是（ ） A. CO B. CO₂ C. CaO D. H₂O 3. 实验室制取氯气的反应原理为MnO₂ + 4HCl（浓）= MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O，该反应中盐酸的作用是（ ） A. 只作氧化剂 B. 只作还原剂 C. 既作氧化剂又作酸 D. 既作还原剂又作酸 4. 下列关于二氧化硫的说法，正确的是（ ） A. 二氧化硫是无色无味的气体 B. 二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色，且褪色后不可逆 C. 二氧化硫是酸性氧化物，能与水反应生成亚硫酸 D. 二氧化硫对人体无害，可任意排放 5. 下列气体中，不能用排水法收集的是（ ） A. 氢气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 氮气 6. 下列关于氨气的说法，错误的是（ ） A. 氨气是无色有刺激性气味的气体 B. 氨气极易溶于水，可做喷泉实验 C. 氨气的水溶液呈碱性，俗称氨水 D. 氨气可用浓硫酸干燥 7. 下列物质中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ） A. SiO₂ B. Al₂O₃ C. CO₂ D. MgO 8. 下列反应中，属于可逆反应的是（ ） A. 2H₂ + O₂ = 2H₂O B. 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ C. SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃ D. 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑ 9. 下列关于浓硝酸的说法，正确的是（ ） A. 浓硝酸是无色无味的液体 B. 浓硝酸具有挥发性和强氧化性 C. 浓硝酸常温下不与铜反应 D. 浓硝酸可用于干燥氨气 10. 下列物质的用途与性质对应错误的是（ ） A. 活性炭用于净水——吸附性 B. 二氧化硫用于漂白纸张——漂白性 C. 氨气用于制氮肥——还原性 D. 氯气用于自来水消毒——强氧化性 11. 下列各组气体中，均能用向上排空气法收集的是（ ） A. H₂、O₂ B. CO₂、Cl₂ C. NH₃、H₂ D. N₂、CO （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 碳的同素异形体有______、______、______等，它们的物理性质差异很大，原因是______。 2. 氯气是______色有______气味的气体，有毒，实验室制取氯气时，尾气处理可选用______溶液，反应的化学方程式为______。 3. 二氧化硫的漂白原理是______，与氯气的漂白原理______（填“相同”或“不同”），氯气的漂白原理是______。 4. 氨气的电子式为______，实验室制取氨气的化学方程式为______，收集氨气可用______法。 5. 浓硝酸和浓硫酸都具有______性和______性，常温下，浓硫酸可使铁、铝发生______，因此可用铁制或铝制容器盛放浓硫酸。 6. 硅是良好的______材料，常用于制作芯片和太阳能电池板；二氧化硅是______的主要成分，可用于制作光导纤维。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 同素异形体之间的转化属于化学变化。（ ） 2. 二氧化碳通入氯化钙溶液中，会生成碳酸钙沉淀。（ ） 3. 氯气可用于漂白，是因为氯气具有漂白性。（ ） 4. 二氧化硫是形成酸雨的主要气体之一，酸雨的pH小于5.6。（ ） 5. 氨气的水溶液能使酚酞溶液变红，是因为氨气是碱。（ ） 6. 浓硝酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中。（ ） 7. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。（ ） 8. 实验室制取二氧化碳时，可用稀硫酸代替稀盐酸。（ ） 9. 氮气的化学性质稳定，可用于食品防腐。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述常见非金属单质（C、Cl₂、S、N₂）的化学性质（各举2个典型反应），并写出相应的化学方程式；② 写出下列反应的化学方程式或离子方程式：a. 碳与浓硫酸共热；b. 氯气与氢氧化钠溶液反应（离子方程式）；c. 二氧化硫通入溴水；d. 氨气与盐酸反应；③ 分析下列物质的制备或性质实验中需注意的安全问题及尾气处理方法：a. 实验室制取氯气；b. 实验室制取二氧化硫。 2. ① 设计实验鉴别下列各组物质：a. 二氧化碳和二氧化硫；b. 浓盐酸和浓硫酸；c. 氨气和氮气（写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论）；② 简述常见非金属化合物在工农业生产和日常生活中的应用（至少2例），结合具体场景说明；③ 常温下，将2.24L（标准状况）二氧化碳通入100mL 1mol·L⁻¹的氢氧化钠溶液中，充分反应后，求生成盐的物质的量（写出计算过程）。 3. ① 分析常见非金属单质及其化合物的转化规律（以碳、氮、硫为例，用转化关系图或文字描述）；② 为什么浓硫酸、浓硝酸能与铜反应，而稀硫酸不能？为什么氨气不能用浓硫酸干燥，可用碱石灰干燥？结合物质性质说明；③ 某混合气体中可能含有CO、CO₂、SO₂、Cl₂中的若干种，进行如下实验：a. 取少量混合气体，通入品红溶液，品红溶液褪色；b. 另取少量混合气体，通入澄清石灰水，石灰水变浑浊；c. 取实验a后的溶液，滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，无白色沉淀生成。请推断该混合气体中一定存在的气体、一定不存在的气体及可能存在的气体，并说明理由。   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. B 3. D 4. C 5. C 6. D 7. B 8. C 9. B 10. C 11. B （二）填空题 1. 金刚石；石墨；C₆₀；碳原子的排列方式不同 2. 黄绿；刺激性；NaOH（或氢氧化钙）；Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O 3. 与有色物质结合生成不稳定的无色物质；不同；具有强氧化性，将有色物质氧化为无色物质 4. H:N:H（电子式中N周围有3对孤对电子）；2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O；向下排空气 5. 强氧化；脱水（或吸水）；钝化 6. 半导体；光导纤维（或水晶、石英） （三）判断题 1. √ 2. × 3. × 4. √ 5. × 6. √ 7. × 8. × 9. √ 二、提升题 1.① 常见非金属单质的化学性质及反应方程式 碳（C）：1. 可燃性：C + O₂ =CO₂（充分燃烧）、2C + O₂ = 2CO（不充分燃烧）；2. 还原性：C + 2CuO = 2Cu + CO₂↑、C + CO₂ = 2CO。 氯气（Cl₂）：1. 氧化性：Cl₂ + 2FeCl₂ = 2FeCl₃、Cl₂ + H₂ = 2HCl；2. 与水反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO。 硫（S）：1. 可燃性：S + O₂ = SO₂；2. 还原性：S + 2H₂SO₄（浓）=3SO₂↑ + 2H₂O。 氮气（N₂）：1. 稳定性（常温下），高温下显还原性：N₂ + 3H₂ = 2NH₃；2. 氧化性：N₂ + 3Mg = Mg₃N₂。 ② 化学方程式或离子方程式书写 a. 碳与浓硫酸共热：C + 2H₂SO₄（浓）= CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O b. 氯气与氢氧化钠溶液反应（离子方程式）：Cl₂ + 2OH⁻ = Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O c. 二氧化硫通入溴水：SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr d. 氨气与盐酸反应：NH₃ + HCl = NH₄Cl ③ 安全问题及尾气处理 a. 实验室制取氯气：安全问题：氯气有毒，需在通风橱中进行，避免泄漏；氯气具有强氧化性，需防止腐蚀皮肤和衣物。尾气处理：用NaOH溶液吸收，反应方程式为Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O，防止氯气排放到空气中污染环境。 b. 实验室制取二氧化硫：安全问题：二氧化硫有毒，具有刺激性气味，需在通风橱中进行；二氧化硫易溶于水，需防止倒吸。尾气处理：用NaOH溶液吸收，反应方程式为SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O（或SO₂ + NaOH = NaHSO₃），避免污染空气。 2. ① 物质鉴别实验设计 a. 鉴别二氧化碳和二氧化硫 实验原理：二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色，二氧化碳无此性质；二氧化硫能使酸性KMnO₄溶液褪色，二氧化碳不能。 仪器：试管、胶头滴管、品红溶液、酸性KMnO₄溶液、待测气体。 步骤：1. 取两支试管，分别加入少量品红溶液；2. 用胶头滴管分别向两支试管中通入少量待测气体，观察现象；3. 若品红溶液褪色，再向试管中加热，观察溶液是否恢复红色；4. 另取两支试管，分别加入少量酸性KMnO₄溶液，通入待测气体，观察现象。 预期现象及结论：1. 能使品红溶液褪色，加热后恢复红色，且能使酸性KMnO₄溶液褪色的是二氧化硫；2. 不能使品红溶液和酸性KMnO₄溶液褪色的是二氧化碳。 b. 鉴别浓盐酸和浓硫酸 实验原理：浓盐酸具有挥发性，打开瓶盖有白雾产生；浓硫酸具有吸水性，可使胆矾变白，且浓硫酸溶于水放热。 仪器：试管、胶头滴管、胆矾晶体、玻璃棒、烧杯、蒸馏水、待测液体。 步骤：1. 分别打开两瓶待测液体的瓶盖，观察现象；2. 取两支试管，分别加入少量胆矾晶体，再分别滴加少量待测液体，观察现象；3. 取两个烧杯，分别加入少量蒸馏水，用玻璃棒蘸取少量待测液体缓缓注入水中，触摸烧杯外壁，感受温度变化。 预期现象及结论：1. 打开瓶盖有白雾产生的是浓盐酸；2. 能使胆矾晶体变白，且溶于水放热明显的是浓硫酸。 c. 鉴别氨气和氮气 实验原理：氨气具有刺激性气味，极易溶于水且水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；氮气无此性质。 仪器：试管、胶头滴管、湿润的红色石蕊试纸、蒸馏水、待测气体。 步骤：1. 分别闻待测气体的气味（注意闻气味的方法：用手轻轻扇动）；2. 取两支试管，分别加入少量蒸馏水，通入少量待测气体，振荡后滴加酚酞溶液，观察现象；3. 用湿润的红色石蕊试纸分别靠近两支试管口，观察试纸颜色变化。 预期现象及结论：1. 有刺激性气味，能使酚酞溶液变红，且使湿润的红色石蕊试纸变蓝的是氨气；2. 无气味，不能使酚酞溶液和湿润的红色石蕊试纸变色的是氮气。 ② 非金属化合物的应用场景 应用1：二氧化碳在农业中的应用。二氧化碳是植物光合作用的原料，在温室大棚中通入适量二氧化碳，可提高农作物的光合作用效率，增加产量；同时，二氧化碳可用于制作碳酸饮料，利用其溶解性和酸性，赋予饮料清爽的口感。 应用2：氨气在工业中的应用。氨气是制取氮肥（如碳酸氢铵、尿素）的重要原料，氮肥能为农作物提供氮元素，促进生长；氨气还可用于制取硝酸、纯碱等化工产品，在化工生产中具有重要地位。 ③ 生成盐的物质的量计算 步骤1：计算CO₂和NaOH的物质的量 n(CO₂) = 2.24L / 22.4L·mol⁻¹ = 0.1mol n(NaOH) = 0.1L × 1mol·L⁻¹ = 0.1mol 步骤2：分析反应过程 反应方程式：CO₂ + NaOH = NaHCO₃ 0.1mol CO₂与0.1mol NaOH恰好完全反应，生成0.1mol NaHCO₃ 步骤3：结论 生成盐（NaHCO₃）的物质的量为0.1mol 3. ① 非金属单质及其化合物的转化规律 碳及其化合物：C → CO → CO₂ → H₂CO₃ → Na₂CO₃（或NaHCO₃）。碳在氧气中不完全燃烧生成CO，完全燃烧生成CO₂；CO具有还原性，可被氧化为CO₂；CO₂与水反应生成H₂CO₃，H₂CO₃与NaOH反应生成Na₂CO₃或NaHCO₃，Na₂CO₃与盐酸反应可生成CO₂。 氮及其化合物：N₂ → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃ → NaNO₃。氮气与氢气在高温高压催化剂条件下生成NH₃；NH₃催化氧化生成NO；NO与氧气反应生成NO₂；NO₂与水反应生成HNO₃；HNO₃与NaOH反应生成NaNO₃。 硫及其化合物：S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → Na₂SO₄。硫在氧气中燃烧生成SO₂；SO₂在催化剂、加热条件下被氧化为SO₃；SO₃与水反应生成H₂SO₄；H₂SO₄与NaOH反应生成Na₂SO₄。 ② 反应差异及干燥原理分析 浓硫酸、浓硝酸能与铜反应，稀硫酸不能的原因：浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，常温下就能将铜氧化（Cu + 2H₂SO₄（浓）= CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O、Cu + 4HNO₃（浓）= Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O）；而稀硫酸的氧化性较弱，由H⁺体现，Cu的金属活动性在H之后，不能与H⁺反应，故稀硫酸与铜不反应。 氨气不能用浓硫酸干燥，可用碱石灰干燥的原因：氨气是碱性气体，能与浓硫酸发生反应（2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄），会消耗氨气，故不能用浓硫酸干燥；碱石灰是碱性干燥剂（主要成分为CaO和NaOH），与氨气不反应，且能吸收水分，故可用碱石灰干燥。 ③ 混合气体推断 一定存在的气体：SO₂ 一定不存在的气体：Cl₂ 可能存在的气体：CO₂、CO 理由：1. 通入品红溶液，品红褪色，说明存在具有漂白性的气体（SO₂或Cl₂）；2. 实验a后的溶液滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，无白色沉淀生成，说明不存在Cl₂（若有Cl₂，会与SO₂反应生成H₂SO₄，进而生成BaSO₄沉淀），故一定存在SO₂；3. 通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，可能是SO₂或CO₂与石灰水反应生成沉淀（CaSO₃或CaCO₃），因SO₂已确定存在，无法确定CO₂是否存在；4. CO不与品红溶液、澄清石灰水、盐酸酸化的BaCl₂溶液反应，无明显现象，故可能存在。 学科网（北京）股份有限公司 $