周周练04 第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试 化学人教版必修第二册

周周练04 第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试 （时间：60分钟 分数：100分） 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．氮的氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮氧化物排放无关的是 A．酸雨 B．光化学烟雾 C．白色污染 D．臭氧层空洞 2．下列关于无机非金属材料说法正确的是 A．用含铝的原料可以制作透光性好，折射率高的光学玻璃 B．硅酸盐中Si和O构成了硅氧平面三角形结构 C．使用石膏可以有效调节水泥的凝固速率，再磨成细粉就是普通水泥 D．硅元素在自然界大多以硅离子的形态存在，造就了许多物品 3．硫和氮都是化工生产中重要的非金属元素。已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．标准状况下，22.4LSO3中含有SO3分子数为NA B．1molNH3和1mol，含有的电子数均为10NA C．足量Cu与含2molH2SO4的浓硫酸共热反应，生成SO2(标准状况)的体积为22.4L D．1molN2与足量的H2充分反应，转移电子数为6NA 4．下列反应中，体现还原性的是 A．加热分解有生成 B．溶液中滴加溶液出现白色沉淀 C．和的混合溶液加热有生成 D．能与溶液剧烈反应生成 阅读下列材料，完成下面小题： 自然界中的单质硫俗称硫黄，硫单质及其化合物在生产和生活中应用广泛。工业上可由硫黄制硫酸，实验室常用铜和浓硫酸制取SO2，化学工作者设计出多种吸收SO2的方法，如用烧碱溶液或氨水等吸收 SO2，为防治SO2的污染作了贡献。 5．下列有关硫及其化合物的说法正确的是 A．硫在过量的氧气中燃烧可生成SO3 B．SO2与H2S反应体现SO2的还原性 C．用铝罐车运输冷的浓硫酸，是因为Al不与冷的浓硫酸反应 D．可用CuSO4·5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸 6．制取少量SO2并得到CuSO4·5H2O晶体的实验，能达到实验目的的是    A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙收集SO2 C．用装置丙分离Cu和CuSO4溶液 D．用装置丁蒸干溶液得到CuSO4·5H2O晶体 7．下列化学反应的离子方程式表示不正确的是 A．SO2通入H2O2溶液中：SO2+H2O2=2H++SO B．将SO2通入Na2SO3溶液中：SO2+SO+H2O=2HSO C．用过量氨水吸收SO2：SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O D．用Ca(ClO)2溶液吸收废气中的SO2：Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO 8．可用于生产光导纤维，其与的水溶液反应的离子方程式为。下列说法错误的是 A．该反应中硅元素被氧化 B．在水中能电离出阴、阳离子 C．的水溶液能导电 D．难溶于水 9．以下是氨氮废水的处理流程： 高浓度氨氮废水低浓度氨氮废水含硝酸废水达标废水 下列说法错误的是 A．过程中发生的化学反应不属于氧化还原反应 B．过程中发生的离子反应方程式为 C．过程中，转移时可生成(标准状况) D．该处理方案可有效防止水体富营养化 10．下列所示装置和药品能完成喷泉实验的是 A． B． C． D． 11．实验室制取下列气体，所选反应试剂、制备装置、干燥装置与收集方法正确的是 选项 气体 反应试剂 制备装置 干燥剂及装置 收集方法 A 、 a 碱石灰  h d B 浓氨水、CaO b 无水  h e C 、浓盐酸 c   h d D 、70%硫酸 b 浓硫酸  i f 12．将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体VL，下列对此反应的有关说法中，错误的是 A．该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B．反应结束后两种反应物均有剩余 C．被还原的硫酸为mol D．产生的气体有二氧化硫和氢气 13．下列有关物质检验与鉴别的操作及结论正确的是 A．向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则该溶液中一定含有 B．用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰颜色呈黄色，该溶液为钠盐溶液 C．向某盐溶液中加入稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸不变蓝，该溶液中一定不含有 D．用Ba(OH)2溶液可鉴别K2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3四种溶液 14．下列物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是(部分反应中的已略去)。 选项 W X Y Z A Fe B S C D Fe 15．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，下列有关说法正确的是 A．X使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性 B．若A为铜，则在图中的反应，X只起氧化的作用 C．若A为碳单质，C常温下为气体，该气体是造成酸雨的主要成分 D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应 16．在半导体光催化的作用下，被光催化材料捕获进而被还原，实现的转化示意图如图。下列说法正确的是 A．该过程不属于氮的固定 B．该反应的化学方程式为 C．该反应过程中存在非极性键的断裂和形成 D．反应中每转移，同时生成 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空2分，共52分。 17．（13分）氮及其化合物与人类生活、生产密切相关。请回答下列问题： （1）将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列属于人工固氮的是 (填写字母)。 A．豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨        B．工业上利用氮气与氢气合成氨 （2）浓硝酸与铜反应的实验如下图所示。实验过程中观察到反应剧烈，铜丝变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。烧杯中为 溶液(选填“NaOH”或“”)，用于吸收。 （3）汽车尾气中含多种污染物，在汽车上安装催化装置，使尾气中的、转化为无污染的物质。该反应的化学方程式为： 。 ___________ （4）实验室常用如图所示装置制取并收集氨。 ①氨极易溶于水，密度比空气小。实验室用 (选填“向下排空气法”或“排水法”)收集氨。 ②氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变 (选填“红”或“蓝”)。 ③向某溶液中加入NaOH溶液并加热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明该溶液中存在 (选填“”或“”)。 ④如图所示装置还可用于制备 (选填“”或“”)。 18．（13分）材料与生活，生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料，新型无机非金属材料，高分子材料，复合材料等。 （1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活，交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一，下列不属于传统硅酸盐产品的是 (填标号)。 ①光导纤维      ②水泥     ③玻璃       ④陶瓷 （2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中二氧化硅的腐蚀作用而形成的，写出该反应的化学方程式 。 （3）在“双碳”目标影响下，光伏产业迎来“高光时刻”，高纯硅是光伏发电技术中重要的基础原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： ①反应II的化学方程式为 。 ②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有杂质 。 ③太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，单晶硅是一种 (填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。 （4）用海边的石英砂(含氯化钠.氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程如图所示： ①洗涤石英砂的目的是 。 ②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是 。 ③在以上流程中，能否将盐酸改为NaOH溶液，请说明理由： 。 19．（14分）硝酸铜是一种重要的化工原料，可由工业含铜废料(主要成分为Cu、CuS、CuSO4等)制备，制备流程如图所示： 回答下列问题： （1）“焙烧”时，CuS转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为 。 （2）“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为 (写化学式)。 （3）“淘洗”所用的溶液A可以是 (填标号)。 a．稀硫酸    b．浓硫酸    c．稀硝酸    d．浓硝酸 （4）“反应”阶段所用的试剂是20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液，反应过程中无红棕色气体生成。 ①理论上反应所消耗的H2O2和HNO3的物质的量之比为 。 ②若不加10%的H2O2溶液，只用20%的HNO3溶液，随着反应的进行，温度上升并出现大量红棕色气体，反应的离子方程式为 。 ③Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度如图所示。从“反应”阶段所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是 。 （5）某工厂用m1kg上述工业含铜废料(含铜元素80%)制备Cu(NO3)2·3H2O，最终得到产品m2kg，产率为 。 20．（12分）在古代中国，稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。 Ⅰ．目前工业上主要采用接触法制备硫酸，其流程如下： （1）黄铁矿中硫元素的化合价为 ，将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为 。 Ⅱ．硫酸的性质：某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物，利用下列装置进行了实验探究活动。 （2）A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ，请写出碳参与反应的化学方程式 。 （3）实验开始后，观察到装置B的现象为 ，装置D的作用为 ，装置C中的离子方程式为 。 （4）实验过程中观察到 现象时，说明反应产物中还有生成。 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【解析】A．标准状况下，三氧化硫不是气体，不能用标准状况下气体摩尔体积计算22.4LSO3中含有SO3分子数，故A错误；B．1molNH3和1mol，均含10mol电子，含有的电子数均为10NA，故B正确；C．足量Cu与含2molH2SO4的浓硫酸共热反应，浓硫酸变为稀硫酸后不与铜反应，生成SO2小于1mol，标准状况下的体积小于22.4L，故C错误；D．1molN2与足量的H2充分反应，反应为可逆反应，不能进行彻底，转移电子数小于6NA，故D错误；故选：B。 4．下列反应中，体现还原性的是 A．加热分解有生成 B．溶液中滴加溶液出现白色沉淀 C．和的混合溶液加热有生成 D．能与溶液剧烈反应生成 【答案】C 【解析】A．NH4HCO3加热分解生成NH3，氮元素化合价未变化（均为-3价），未发生氧化还原反应，不体现还原性，A不符合题意； B．(NH4)2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀和氯化铵，为复分解反应，氮元素化合价不变，未发生氧化还原，不体现还原性，B不符合题意； C．NH4Cl与NaNO2加热反应生成N2，中氮元素化合价从-3价升高至0价，被氧化，体现还原性，C符合题意； D．N2H4·H2O与NaClO反应生成N2，氮元素化合价升高（从-2价至0价），但体现的是N2H4的还原性，而非的还原性，D不符合题意；故选C。 阅读下列材料，完成下面小题： 自然界中的单质硫俗称硫黄，硫单质及其化合物在生产和生活中应用广泛。工业上可由硫黄制硫酸，实验室常用铜和浓硫酸制取SO2，化学工作者设计出多种吸收SO2的方法，如用烧碱溶液或氨水等吸收 SO2，为防治SO2的污染作了贡献。 5．下列有关硫及其化合物的说法正确的是 A．硫在过量的氧气中燃烧可生成SO3 B．SO2与H2S反应体现SO2的还原性 C．用铝罐车运输冷的浓硫酸，是因为Al不与冷的浓硫酸反应 D．可用CuSO4·5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸 6．制取少量SO2并得到CuSO4·5H2O晶体的实验，能达到实验目的的是    A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙收集SO2 C．用装置丙分离Cu和CuSO4溶液 D．用装置丁蒸干溶液得到CuSO4·5H2O晶体 7．下列化学反应的离子方程式表示不正确的是 A．SO2通入H2O2溶液中：SO2+H2O2=2H++SO B．将SO2通入Na2SO3溶液中：SO2+SO+H2O=2HSO C．用过量氨水吸收SO2：SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O D．用Ca(ClO)2溶液吸收废气中的SO2：Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO 【答案】5．D 6．A 7．D 【解析】5．A．无论氧气是否过量，硫在氧气中燃烧只生成二氧化硫，故A错误； B．SO2与H2S发生反应：，SO2中的硫元素由+4价降低到0价，体现了SO2的氧化性，故B错误； C．用铝罐车运输冷的浓硫酸，是因为常温下，Al遇到浓硫酸发生钝化，Al与冷的浓硫酸发生了反应，在Al表面生成一层致密氧化膜而阻止浓硫酸与内层金属的继续反应，故C错误； D．浓硫酸具有吸水性，可以使CuSO4·5H2O晶体由蓝色变为白色()；而稀硫酸无此现象，故可以用CuSO4•5H2O晶体鉴别浓硫酸和稀硫酸，故D正确； 故选D。 6．A．在加热条件下，Cu和浓硫酸反应可生成SO2，所以该装置能达到目的，故A正确； B．二氧化硫密度大于空气，应该采用向上排空气法收集，导气管应该遵循”长进短出“的原则，故B错误； C．可通过过滤法分离Cu和CuSO4溶液，过滤时应该用玻璃棒引流，图中缺少玻璃棒，故C错误； D．蒸干时结晶水合物会失去结晶水，应通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备CuSO4•5H2O晶体，故D错误； 故选A。 7．A．SO2通入H2O2溶液中，反应生成H2SO4，离子方程式为SO2+H2O2=2H++SO，故A正确； B．将SO2通入Na2SO3溶液中，反应生成NaHSO3，离子方程式为：SO2+SO+H2O=2HSO，故B正确； C．氨水过量时与二氧化硫反应得到亚硫酸铵，离子方程式为SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O，故C正确； D．SO2具有还原性，Ca(ClO)2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应，次氯酸根被二氧化硫还原为氯离子，二氧化硫则被次氯酸根氧化为硫酸根，硫酸根再和溶液中的钙离子结合生成硫酸钙，正确的离子方程式应为：Ca2++3ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-，故D错误； 故选D。 8．可用于生产光导纤维，其与的水溶液反应的离子方程式为。下列说法错误的是 A．该反应中硅元素被氧化 B．在水中能电离出阴、阳离子 C．的水溶液能导电 D．难溶于水 【答案】A 【解析】A．该反应中元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故A错误； B．是电解质，在水中能电离出Na+、，故B正确； C．是电解质，的水溶液含有自由移动的Na+、OH-，溶液能导电，故C正确； D．是难溶于水的固体，故D正确； 选A。 9．以下是氨氮废水的处理流程： 高浓度氨氮废水低浓度氨氮废水含硝酸废水达标废水 下列说法错误的是 A．过程中发生的化学反应不属于氧化还原反应 B．过程中发生的离子反应方程式为 C．过程中，转移时可生成(标准状况) D．该处理方案可有效防止水体富营养化 【答案】C 【分析】向高浓度氨氮废水中加NaOH溶液、加热并通入空气（步骤Ⅰ），将其转化为低浓度氨氮废水；接着通过微生物作用（步骤Ⅱ），把低浓度氨氮废水转化为含硝酸的废水；最后加入甲醇（步骤Ⅲ），将含硝酸的废水处理为达标废水，实现氨氮废水的无害化处理。 【解析】A．过程Ⅰ中，高浓度氨氮废水在NaOH溶液、加热和鼓入空气条件下，主要发生反应：。该反应是酸碱中和反应，氮元素的化合价未发生变化，无电子转移，因此不属于氧化还原反应，A正确； B．过程Ⅱ为微生物硝化过程，将氨氮（）氧化为硝酸盐（）。在碱性条件下，反应方程式为，该方程式原子和电荷均守恒，符合硝化过程的原理，B正确； C．过程Ⅲ为反硝化过程，硝酸被还原为氮气。生成1 mol时，2个氮原子各降低5价，共转移10 mol电子。标准状况下，1 mol的体积为22.4 L，因此转移10 mol电子时应生成22.4L，C错误； D．该流程通过过程Ⅰ去除大部分氨氮，过程Ⅱ将氨氮转化为硝酸盐，过程Ⅲ将硝酸盐还原为氮气释放，最终废水达标排放，有效降低了氮含量，从而防止水体富营养化，D正确； 故答案选C。 10．下列所示装置和药品能完成喷泉实验的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．在水中溶解度比较小，不能造成烧瓶内气体的压强减小，不能用做喷泉实验，A错误； B．可与NaOH溶液发生反应：，使烧瓶内气体压强减小，形成喷泉，B正确； C．一氧化氮不溶于氢氧化钠溶液，不能造成烧瓶内气体的压强的减小，不能进行喷泉实验，C错误； D．氨气不溶于，不能造成烧瓶内气体的压强的减小，烧杯中的溶液无法通过干燥管进入烧瓶，该装置不能达到实验目的，D错误； 故选B。 11．实验室制取下列气体，所选反应试剂、制备装置、干燥装置与收集方法正确的是 选项 气体 反应试剂 制备装置 干燥剂及装置 收集方法 A 、 a 碱石灰  h d B 浓氨水、CaO b 无水  h e C 、浓盐酸 c   h d D 、70%硫酸 b 浓硫酸  i f 【答案】A 【解析】A．、和加热时反应生成氧气，符合“固体固体加热”制备气体，即选择制备装置a，氧气能用碱石灰干燥且密度大于空气，可以选择向上排空气法收集，收集方法正确，A正确；B．生成的氨气能和氯化钙反应而被吸收，故不能使用氯化钙干燥氨气，B错误；C．二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气，反应中不需使用温度计，C错误；D．二氧化硫易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，D错误；故选A。 12．将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体VL，下列对此反应的有关说法中，错误的是 A．该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B．反应结束后两种反应物均有剩余 C．被还原的硫酸为mol D．产生的气体有二氧化硫和氢气 【答案】D 【解析】A．该反应产生SO2气体，并生成硫酸铜，该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性，A正确；B．硫酸浓度变小之后无法与铜反应，反应结束后两种反应物均有剩余，B正确；C．根据硫守恒，该反应产生的二氧化硫的物质的量，也就是被还原的硫酸为mol，C正确；D．硫酸不会和铜生成氢气，D错误；故选D。 13．下列有关物质检验与鉴别的操作及结论正确的是 A．向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则该溶液中一定含有 B．用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰颜色呈黄色，该溶液为钠盐溶液 C．向某盐溶液中加入稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸不变蓝，该溶液中一定不含有 D．用Ba(OH)2溶液可鉴别K2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3四种溶液 【答案】D 【解析】A．加入盐酸酸化的BaCl2生成白色沉淀，可能为AgCl或BaSO4，无法确定一定含有，A错误；B．用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰颜色呈黄色只能说明含Na+，该溶液可能是钠盐溶液，也可能是NaOH溶液，B错误；C．通常在加热条件下与浓的强碱溶液反应生成NH3，加入稀NaOH溶液且未加热，无法充分释放出NH3，试纸不变蓝不能说明溶液中不含，C错误；D．Ba(OH)2与K2CO3生成白色沉淀，与(NH4)2SO4生成白色沉淀且加热时有刺激性气味气体放出，与NH4Cl溶液在加热时有刺激性气味气体放出，与KNO3溶液无明显现象，可鉴别，D正确；故选D。 14．下列物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是(部分反应中的已略去)。 选项 W X Y Z A Fe B S C D Fe 【答案】D 【解析】A．与Fe在加热条件下发生化合反应生成，与Fe发生归中反应生成，被氧化生成，A正确；B．与少量可以氧化生成S，S继续与氧化生成，与发生归中反应生成S，B正确；C．与少量反应生成，与发生复分解反应生成，与可以生成，C正确；D．Fe和反应直接生成，与Fe反应可以生成，D错误；答案选D。 15．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，下列有关说法正确的是 A．X使蔗糖变黑主要体现了X的吸水性 B．若A为铜，则在图中的反应，X只起氧化的作用 C．若A为碳单质，C常温下为气体，该气体是造成酸雨的主要成分 D．由B转化为D的反应是工业制备X过程中的重要反应 【答案】D 【分析】X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X为硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫。 【解析】A．浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性，故A错误；B．若A为铜，浓硫酸与Cu反应中，浓硫酸起到氧化剂和酸的作用，故B错误；C．若A为碳单质，浓硫酸和碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，B为SO2，C为二氧化碳，CO2不是造成酸雨的主要成分，故C错误；D．二氧化硫与氧气反应转化三氧化硫是工业制备硫酸的重要反应，故D正确；答案选D。 16．在半导体光催化的作用下，被光催化材料捕获进而被还原，实现的转化示意图如图。下列说法正确的是 A．该过程不属于氮的固定 B．该反应的化学方程式为 C．该反应过程中存在非极性键的断裂和形成 D．反应中每转移，同时生成 【答案】C 【解析】A．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮，该过程把氮气转化为氨气，属于人工固氮，A项错误； B．由图可知，该反应为光照和催化剂作用下，氮气与水反应产生氨气和氧气，B项错误； C．反应过程中，氮气与水反应产生氨气和氧气，断裂的氮氮键，生成的氧氧键均属于非极性键，故该反应过程中存在非极性键的断裂和形成，C项正确； D．没有说明气体所处的温度和压强，难以计算氨气的体积，D项错误； 选C。 二、非选择题：本题共4小题，除标明外，每空2分，共52分。 17．（13分）氮及其化合物与人类生活、生产密切相关。请回答下列问题： （1）将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列属于人工固氮的是 (填写字母)。 A．豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨        B．工业上利用氮气与氢气合成氨 （2）浓硝酸与铜反应的实验如下图所示。实验过程中观察到反应剧烈，铜丝变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。烧杯中为 溶液(选填“NaOH”或“”)，用于吸收。 （3）汽车尾气中含多种污染物，在汽车上安装催化装置，使尾气中的、转化为无污染的物质。该反应的化学方程式为： 。 ___________ （4）实验室常用如图所示装置制取并收集氨。 ①氨极易溶于水，密度比空气小。实验室用 (选填“向下排空气法”或“排水法”)收集氨。 ②氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变 (选填“红”或“蓝”)。 ③向某溶液中加入NaOH溶液并加热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明该溶液中存在 (选填“”或“”)。 ④如图所示装置还可用于制备 (选填“”或“”)。 【答案】（1）B （2）NaOH （3） （4）向下排空气法 红 NH O2 【解析】（1）人工固氮是通过化学方法将氮气转化为可利用含氮化合物的过程；利用豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，属于自然固氮（生物固氮），工业上利用氮气与氢气合成氨属于人工固氮，故选B； （2）NaOH可以与NO2发生反应，而Na2SO4不能与NO2反应，因此烧杯中为NaOH溶液，用于吸收NO2； （3）根据原子守恒，配平该反应的化学方程式为； （4）①氨极易溶于水，不能用排水法收集，氨密度比空气小，因此采用向下排空气法收集； ②酚酞遇碱变红，氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红； ③与浓碱在加热时会放出，与湿润的红色石蕊试纸生成显碱性，使试纸变蓝，因此说明该溶液中存在； ④如图所示装置为固-固加热型装置，实验室可用加热分解高锰酸钾固体的方法制备；而实验室制备必须要用到浓盐酸，因此不能使用该装置。 18．（13分）材料与生活，生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料，新型无机非金属材料，高分子材料，复合材料等。 （1）硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活，交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一，下列不属于传统硅酸盐产品的是 (填标号)。 ①光导纤维      ②水泥     ③玻璃       ④陶瓷 （2）玻璃是重要的建筑和装饰材料，有些玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中二氧化硅的腐蚀作用而形成的，写出该反应的化学方程式 。 （3）在“双碳”目标影响下，光伏产业迎来“高光时刻”，高纯硅是光伏发电技术中重要的基础原料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： ①反应II的化学方程式为 。 ②整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有杂质 。 ③太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，单晶硅是一种 (填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。 （4）用海边的石英砂(含氯化钠.氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程如图所示： ①洗涤石英砂的目的是 。 ②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是 。 ③在以上流程中，能否将盐酸改为NaOH溶液，请说明理由： 。 【答案】（1）①（1分） （2）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O （3）① ②（1分） ③半导体（1分） （4）①除去石英砂中的NaCl杂质 ②增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率 ③不能，因二氧化硅能与NaOH溶液反应 【解析】（1）①光导纤维为二氧化硅，是氧化物不是硅酸盐，①符合题意；②水泥主要成分是硅酸盐，属于硅酸盐材料，②不合题意；③玻璃主要成分是硅酸盐，属于硅酸盐材料，③不合题意；④陶瓷主要成分是硅酸盐，属于硅酸盐材料，④不合题意；故答案为：①；（2）氢氟酸（HF）与玻璃中的二氧化硅（SiO2）反应，生成气态的四氟化硅和水，反应的化学方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O； （3）①反应Ⅱ是氢气和SiHCl3发生氧化还原反应生成硅单质和氯化氢，其化学方程式为： ；②在有氧环境下，生成的硅单质会被氧气氧化成二氧化硅，会导致产品中混有二氧化硅；③太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，单晶硅是一种半导体； （4）①洗涤石英砂的目的是除去石英砂中的可溶性的NaCl杂质；②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率；③盐酸不可改为NaOH溶液，因为二氧化硅是酸性氧化物，可以和氢氧化钠反应，导致得不到二氧化硅。 19．（14分）硝酸铜是一种重要的化工原料，可由工业含铜废料(主要成分为Cu、CuS、CuSO4等)制备，制备流程如图所示： 回答下列问题： （1）“焙烧”时，CuS转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为 。 （2）“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为 (写化学式)。 （3）“淘洗”所用的溶液A可以是 (填标号)。 a．稀硫酸    b．浓硫酸    c．稀硝酸    d．浓硝酸 （4）“反应”阶段所用的试剂是20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液，反应过程中无红棕色气体生成。 ①理论上反应所消耗的H2O2和HNO3的物质的量之比为 。 ②若不加10%的H2O2溶液，只用20%的HNO3溶液，随着反应的进行，温度上升并出现大量红棕色气体，反应的离子方程式为 。 ③Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度如图所示。从“反应”阶段所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是 。 （5）某工厂用m1kg上述工业含铜废料(含铜元素80%)制备Cu(NO3)2·3H2O，最终得到产品m2kg，产率为 。 【答案】（1） （2） （3）a （4） 蒸发浓缩，降温至温度略高于时结晶 （5） 【分析】根据流程，含铜废料在空气中焙烧，Cu转化为CuO，CuS与空气中的O2反应生成CuO和SO2，加入稀硫酸酸化生成硫酸铜，加入Fe置换硫酸铜，过滤，滤液为硫酸亚铁，得到Cu，用稀硫酸淘洗得到的Cu，用20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液氧化，得到硝酸铜溶液，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4℃时结晶，过滤、洗涤、干燥得到Cu(NO3)2·3H2O，据此分析作答。 【解析】（1）其中的CuS与空气中的O2反应生成CuO和SO2，该反应的化学方程式为； （2）置换步骤中Fe与硫酸铜溶液发生置换反应，所以滤液中的溶质主要为FeSO4； （3）淘洗的目的主要是洗去Cu表面可能附着的铁，稀硝酸、浓硝酸都可以和铜反应，浓硫酸虽然常温下与铜不反应，但有可能使铁钝化，无法洗去铁，为减少Cu的损失，淘洗Cu用稀硫酸，故选a； （4）①“反应”为20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液溶解Cu，反应过程中无红棕色气体生成，说明双氧水为氧化剂，硝酸提供氢离子，反应为：Cu+H2O2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O，所以理论上反应所消耗的H2O2和HNO3的物质的量之比为1：2； ②若不加10%的H2O2溶液，则反应为铜与稀硝酸的反应，出现大量红棕色气体，说明还原产物为NO2，离子方程式为Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O； ③据图可知温度高于26.4℃时析出的为Cu(NO3)2·3H2O，所以从“反应”阶段所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是：蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4℃时结晶； （5）m1kg废料中含有mol铜，则理论上可以生成molCu(NO3)2·3H2O，最终得到产品m2kg，则产率为×100%=。 20．（12分）在古代中国，稀硫酸被称为“绿矾油”。炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。 Ⅰ．目前工业上主要采用接触法制备硫酸，其流程如下： （1）黄铁矿中硫元素的化合价为 ，将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为 。 Ⅱ．硫酸的性质：某化学兴趣小组为了探究足量铁质材料(碳素钢)和浓硫酸反应的产物，利用下列装置进行了实验探究活动。 （2）A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ，请写出碳参与反应的化学方程式 。 （3）实验开始后，观察到装置B的现象为 ，装置D的作用为 ，装置C中的离子方程式为 。 （4）实验过程中观察到 现象时，说明反应产物中还有生成。 【答案】（1）-1（1分） （2）分液漏斗（1分） （3）品红溶液褪色（1分） 检验二氧化硫是否除尽（1分） （4）若D装置中溶液不褪色，证明已经将二氧化硫除尽，E装置中溶液变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳 【分析】黄铁矿在空气中燃烧，生成三氧化二铁和二氧化硫，二氧化硫在五氧化二钒作催化剂、400~500℃的条件下催化氧化生成三氧化硫；分液漏斗中的浓硫酸与碳素钢中的碳在加热条件下发生反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水，生成的混合气体通入品红溶液，二氧化硫具有漂白性，使品红溶液褪色，检验二氧化硫，二氧化硫具有还原性，能够和酸性高锰酸钾反应，将二氧化硫除去，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，剩下的二氧化碳气态能使澄清石灰水变浑浊，碱石灰将二氧化碳和水蒸气除去，最后通入加热的氧化铜中，氧化铜黑色固体变为紫红色，无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，证明混合气体中有氢气，最后的碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入装置，干扰实验，据此回答。 【解析】（1）黄铁矿(FeS2)中硫元素的化合价为-1价；将二氧化硫转化为三氧化硫的化学反应方程式为：； （2）由分析知，A装置中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗；碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：； （3）由分析可知，实验开始后，观察到装置B中的品红溶液褪色；由分析可知，装置D的作用是为了检验二氧化硫是否除尽；装置C中的反应为：二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾和硫酸，反应的离子方程式为：； （4）由分析知，若D装置中溶液不褪色，证明已经将二氧化硫除尽，E装置中溶液变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳，说明有二氧化碳生成。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 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 $