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第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元同步测试
一、单选题
1．由下列操作及现象能得出相应结论的是
选项 实验目的 实验方案 结论
A 将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液 有白烟产生 该溶液一定为浓盐酸
B ①某溶液中加入溶液 ②再加入足量盐酸 ①产生白色沉淀 ②仍有白色沉淀 原溶液中一定有
C 向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 该溶液中一定有
D 取少量某无色溶液，先滴加氯水，再加入少量，振荡、静置 溶液分层，下层呈紫红色 原无色溶液中一定有
A．A B．B C．C D．D
2．化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
选项 现象或事实 解释
A 用氢氟酸刻蚀玻璃 二氧化硅是碱性氧化物
B 豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨 这是一个自然固氮的过程
C 过氧化钠可作呼吸面具中氧气来源 过氧化钠能氧化二氧化碳
D 用硅制光导纤维 硅是良好的半导体材料
A．A B．B C．C D．D
3．下列离子的检验方案、现象及结论不正确的是
选项 检验方案 现象 结论
A 向某溶液中加入足量硝酸，再加溶液 产生白色沉淀 原溶液中含
B 向某溶液中加足量NaOH后，加热 产生能使湿润石蕊试纸变红气体 原溶液中含
C 向某溶液中加入溶液 产生白色沉淀 原溶液中不一定含
D 向某溶液中滴加KSCN溶液后，再滴加氯水 溶液滴加KSCN未变色，滴加氯水后变为红色 原溶液中含有
A．A B．B C．C D．D
4．一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
A．A B．B C．C D．D
5．下列反应的离子方程式正确的是
A．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气：
B．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳：
C．铜与稀硝酸：
D．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫：
6．下列关于SO2的说法中，不正确的是
A．能使品红溶液褪色
B．在空气中极易被O2氧化为SO3
C．是酸性氧化物，能与水发生反应生成亚硫酸
D．在有的反应中显示氧化性，有的反应中显示还原性
7．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．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O
B．溶液b中阳离子只有Fe2＋
C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被还原
D．加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
8．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．浓盐酸具有还原性，可用于设计喷泉实验
B．SO2具有还原性，可用于漂白纸张
C．Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料
D．SiO2具有良好的导光性，SiO2用来制作光导纤维
9．判断下列说法不正确的是
A．X是N2O5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现
10．下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是
①氢氟酸、②NaHSO4、③KNO3、④石灰水、⑤CuSO4、⑥NaOH、⑦Na2SiO3
A．④⑧⑦ B．①④⑥⑦ C．①③⑤ D．①④⑥
11．某无色、澄清溶液中可能含有①②③④⑤⑥⑦中的几种，且每种离子的物质的量相等。依次进行下列实验，每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
步骤 操作 现象
(1) 向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液 溶液变红
(2) 向溶液中滴加溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成
(3) 将(2)中所得沉淀过滤，向滤液中加入溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成
下列结论正确的是
A．该实验无法确定是否含有③ B．肯定含有的离子是①②⑥
C．可能含有的离子是①③ D．①④⑤⑦离子肯定不含有
12．某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列说法正确的是
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．NO2能和NaOH反应，因此是酸性氧化物
C．由上述实验得出结论：常温下，Cu既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
D．③中反应的化学方程式：3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
13．如图所示，干燥烧瓶内有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管，与实验事实不相符的是
A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉
C．SO2(NaOH溶液)/无色喷泉 D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
14．工业上制备下列物质的生产流程不合理的是
A．由石英砂制高纯硅：
B．由黄铁矿制硫酸：
C．工业制硝酸：
D．以废铜屑制硝酸铜：
二、非选择题
15．硝酸是用途广泛的重要化工原料，自然乳和化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)上图①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是_______(填序号)；
(2)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为_______其中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______；
(3)为提高NO→的转化率，可采取的措施是_______；
(4)工业制硝酸时含有NO、等大气污染物，可用尿素[CO(NH2)2]水溶液吸收氮氧化物，用尿素[CO(NH2)2]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为_______；
16．、氮的氧化物和会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放。回答下列问题：
(1)二氧化硫被雨水吸收后就形成了酸雨。某兴趣小组同学收集热电厂附近的雨水进行实验，测得该雨水样品的pH为4.73，且每隔1h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如表所示。
测定时间/h 0 1 2 3 4
雨水样品的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
正常雨水的pH为5.6，偏酸性，这是因为_______。分析上述数据变化，你认为形成这一变化的原因是_______(用化学方程式表示)。
(2)研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法，将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如图所示。
各室中发生的反应如下：
氧化室：
清除室：
分解室：
物质X和Y分别为_______、_______(填化学式)。写出与反应生成的化学方程式：_______。
(3)生物脱的方法除去的原理如图所示。
消耗标准状况下11.2L，转移的电子数为_______。
17．如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体，选择装置_______(填写代表装置图的字母，下同)：除去氯化钠溶液中的硫酸钡，选择装置_______。
(2)分离植物油和水选择装置_______，该分离方法的名称为_______。
(3)从乙醇和水的混合物中得到乙醇，选择装置_______，该分离方法的名称_______。
18．化学在治理空气污染方面发挥着重要的作用。
I、化石燃料的过度使用是导致酸雨的主要原因。研究表明，NOx、SO2形成酸雨时的转化关系如图所示：
(1)HNO3的电离方程式为_______。
(2)SO2会被雨水吸收形成酸雨，这种酸雨在空气中久置酸性增强的原因是_______(用化学方程式表示)。
Ⅱ、NOx、SO2等均为大气污染物，需处理后才能排放。
(3)用NaOH溶液可以吸收NOx，反应的化学方程式如下：
i.
ii.
①反应i中，每消耗0.3molNO2，转移电子数为_______。
②反应ii中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)用氨水可以吸收SO2制取铵盐。
①实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的化学方程式为_______。
②用足量氨水吸收SO2的化学方程式为_______。
(5)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2。研究发现在不同的初始pH条件下，吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%，而对NO的脱除率如下图所示。
pH=2时，脱除SO2的离子方程式为_______；脱硝效率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是_______。
参考答案：
1．D
【详解】A．蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X有白烟产生，应为挥发性酸，不一定为浓盐酸，也可能为浓硝酸等，A错误；
B．因AgCl不溶于酸，且酸性环境中可被溶液中的NO氧化生成，生成白色沉淀不能说明原溶液中一定有 ,也可能含有Ag+或，B错误；
C．生成二氧化碳气体，不一定是碳酸根和氢离子反应，也可能是碳酸氢根离子和氢离子反应，C错误；
D．根据现象可知有碘单质生成，说明原无色溶液中有，被Cl2氧化为I2，D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．SiO2与HF发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，SiF4不属于盐，即SiO2不属于碱性氧化物，故A错误；
B．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨，为生物固氮，属于自然固氮，故B正确；
C．过氧化钠与CO2发生2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，CO2中元素的化合价没有发生变化，故C错误；
D．晶体硅是良好的半导体材料，用于制作光导纤维的是二氧化硅，故D错误；
故选B。
3．B
【详解】A．向某溶液中加入足量硝酸排除碳酸根等离子干扰后，再加AgNO3溶液，产生白色沉淀，原溶液中含有Cl-，A正确；
B．向某溶液中加足量NaOH后，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明原溶液中含，B错误；
C．向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀可能是BaSO4也可能是氯化银、碳酸钡等，不能说明原溶液中含有，C正确；
D．向某溶液中滴加KSCN溶液后无明显现象，再滴加氯水溶液变为红色，说明原溶液中含有Fe2+，D正确；
故选：B。
4．D
【详解】A．溶液呈棕黄色是因为有Fe3+，有浑浊是产生了Fe(OH)3，因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化，化学方程式为：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A错误；
B．硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质，使颜色加深，化学方程式为：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B错误；
C．溴水的主要成分是溴和水，它们会反应，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸，所以选项中的化学方程式错误，C错误；
D．胆矾为CuSO4·5H2O，颜色为蓝色，如果表面失去结晶水，则变为白色的CuSO4，化学方程式为：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正确，D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气，碘离子与氯气恰好完全反应，：，故A错误；
B．向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳，反应生成碳酸氢钙和次氯酸：，故B正确；
C．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水：，故C错误；
D．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫，溶液变浑浊，溶液中生成亚硫酸氢钠：，故D错误；
答案为B。
6．B
【详解】A．SO2具有漂白性，可以漂白品红，A正确；
B．SO2在催化剂的作用下可以被氧气氧化为三氧化硫，没有催化剂的情况下，不易被氧化，B错误；
C．SO2属于酸性氧化物，和水反应可以生成亚硫酸，方程式为：SO2+H2O=H2SO3，C正确；
D．SO2和硫化氢反应生成单质硫，此时体现氧化性，在催化剂存在的条件下生成三氧化硫，体现还原性，D正确；
故选B。
7．A
【分析】溶液a中通入SO2，转化为溶液b，化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O＝2FeSO4＋2H2SO4；溶液b中通入空气，转化为溶液c，化学方程式为4FeSO4＋O2＋2H2SO4＝2Fe2(SO4)3＋2H2O。
【详解】A．由分析可知，操作Ⅱ中，FeSO4被O2氧化，生成Fe2(SO4)3等，反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2＝4Fe3＋＋2H2O，A正确；
B．溶液b中，阳离子有Fe2＋、H＋，可能含有Fe3＋，B错误；
C．溶液a转化为溶液b的过程中，SO2转化为H2SO4，SO2失电子被氧化，C错误；
D．由分析可以看出，溶液c中含有Fe2(SO4)3、H2SO4，加入FeO后，FeO和H2SO4反应会生成FeSO4，D错误；
故答案为：A。
8．D
【详解】A．还原性和喷泉实验无关，A错误；
B．二氧化硫具有漂白性，能用于漂白，B错误；
C．氧化铝的熔点高，能做耐高温材料，C错误；
D．二氧化硅有良好的导光性，可以制作光导纤维，D正确；
故选D。
9．B
【详解】A．根据图中氮元素及其化合物的转化关系可知，氮的氧化物X中的氮元素的化合价为+5价，对应的物质是N2O5，A项正确；
B．NO和空气中氧气生成二氧化氮，故不可用排空气法收集NO气体，B项错误；
C．氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，C项正确；
D．根据氧化还原反应原理分析，NH3可与NO2反应生成氮气，化学方程式为：8NH3+6NO2=7N2+12H2O，D项正确；
答案选B。
10．B
【详解】①氢氟酸与二氧化硅反应四氟化硅和水，所以HF不能使用磨口玻璃塞，①符合题意；
②NaHSO4与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，②不符合题意；
③KNO3与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，③不符合题意；
④石灰水中的氢氧化钙溶液显碱性，能和二氧化硅反应，不能使用磨口玻璃塞，④符合题意；
⑤CuSO4与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，⑤不符合题意；
⑥NaOH与二氧化硅反应生成粘性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，所以氢氧化钠溶液不能使用磨口玻璃塞，⑥符合题意；
⑦粘性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，不能使用磨口玻璃塞，⑦符合题意；
故选B。
11．B
【分析】溶液无色，则一定不含Cu2+；向溶液中滴加2～3滴紫色石蕊试液，溶液变红，说明溶液呈酸性，则含有H+，一定不含、；向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸，有白色沉淀生成，白色沉淀只能为BaSO4，溶液一定含有；生成的白色沉淀为AgCl，因前面实验中引入Cl-，该操作不能说明原溶液含有Cl-，由于溶液中每种离子的浓度均相等，根据溶液呈电中性可知，溶液一定含有Na+，一定不含Cl-，据此分析解答。
【详解】A．由上述分析可知，原溶液中一定不含③Cl-，故A错误；
B．上述分析可知，原溶液中一定含有①Na+、②、⑥H+，故B正确；
C．上述分析可知，原溶液中一定含有①Na+，一定不含③Cl-，故C错误；
D．由上述分析可知，原溶液中一定不含③Cl-、④、⑤、⑦Cu2+，一定含有①Na+，故D错误；
故选B。
12．D
【详解】A．稀硝酸与铜反应生成一氧化氮和硝酸铜，稀硝酸被还原为一氧化氮，故A错误；
B．NO2与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，但生成的盐是两种，且发生元素化合价的变化，所以NO2不是酸性氧化物，故B错误；
C．实验①-③中，由于在滴加稀硫酸前，溶液中含有硝酸根离子，滴加稀硫酸后，使得硝酸根的氧化性增强，从而将剩余的铜氧化，因此只能说明稀硝酸能与铜反应，故C错误；
D．在实验③中，滴加稀硫酸后增强了硝酸根的氧化性，从而将剩余的铜氧化，因此反应的离子方程式为：3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，故D正确；
故选：D。
13．A
【详解】A．二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应，不能形成喷泉，故A错误；
B．氨气极易溶于水，氨水显碱性，遇酚酞变红，可形成红色喷泉，故B正确；
C．SO2与氢氧化钠溶液能够反应，可形成无色喷泉，故C正确；
D．HCl与AgNO3溶液反应生成白色的氯化银沉淀，可形成白色喷泉，故D正确；
故选：A。
14．D
【详解】A．由石英砂制高纯硅的流程为石英砂与焦炭在高温条件下反应制得粗硅，粗硅与氯化氢在加热条件下反应制得三氯硅烷，三氯硅烷高温条件下与氢气反应制得纯硅，则题给生产流程合理，故A不符合题意；
B．由黄铁矿制硫酸的流程为黄铁矿煅烧制得二氧化硫，二氧化硫发生催化氧化反应转化为三氧化硫，三氧化硫用98%的浓硫酸吸收制得硫酸，则题给生产流程合理，故B不符合题意；
C．工业制硝酸的流程为一定条件下氮气与氢气反应制得氨气，氨气加热条件下发生催化氧化反应转化为一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水制得硝酸，则题给生产流程合理，故C不符合题意；
D．以废铜屑制硝酸铜，铜和浓硫酸反应生成硫酸铜的同时还生成SO2，污染环境，则题给生产流程不合理，故D符合题意；
故选D。
15．(1)①②
(2) 5:4
(3)增大空气(氧气)的浓度
(4)NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O
【分析】将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①是自然固氮，通过根瘤菌等细菌将N2转化为有机氮，②是人工固氮，将N2和H2反应生成NH3，有机氮可以转化为NH3，NH3经催化氧化生成NO，NO和氧气反应生成NO2，NO2和H2O反应生成HNO3。
【详解】（1）将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②；
（2）氨的催化氧化反应为，氧化剂为氧气，还原剂为氨气，故氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4；
（3）为提高NO→HNO3的转化率，可采取的措施是增大空气(氧气)的浓度；
（4）体积比为1:1的NO和NO2混合气体，说明反应中化学计量数之比为1:1，反应化学方程式为NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O。
16．(1) 大气中的溶于雨水
(2)
(3)
【详解】（1）空气中存在有二氧化碳，可以与水反应生成碳酸，导致正常雨水呈酸性；二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，亚硫酸进一步与被空气中的氧气氧化生成硫酸，方程式为：；
（2）据题目已知方程式可知，分解室中生成硫酸和NO2，氧化室中需要消耗NO2和SO2，清除室中需要消耗H2SO4，所以分解室中的硫酸可以在清除室中循环使用，而NO2可以在氧化室中循环使用，故X是NO2，Y是H2SO4；SO2、O2与H2O反应生成H2SO4的化学方程式：
（3）根据图示可知氧气做氧化剂，H2S做还原剂，标准状况下11.2LO2即为0.5molO2，O从0价降到-2价，故共转移0.5mol×2×2=2mol电子，转移的电子数为2NA。
17．(1) D C
(2) B 分液
(3) A 蒸馏
【详解】（1）从氯化钾溶液中得到氯化钾固体，采用蒸发结晶的方法，选择装置D；硫酸钡难溶于水，用过滤法除去氯化钠溶液中的硫酸钡，选择装置C。
（2）植物油难溶于水，静止后分层，用分液的方法分离植物油和水的混合物，选择装置B，
（3）乙醇和水互溶是液体，乙醇和水沸点不同，用蒸馏法从乙醇和水的混合物中得到乙醇，选择装置A。
18．(1)HNO3=H++
(2)2H2SO3+O2=2H2SO4
(3) 0.3NA 1:1
(4) SO2+2NH3 H2O=(NH4)2SO3+H2O
(5) ClO-+SO2+ H2O=+Cl-+2H+ 随着反应进行NaClO的浓度降低
【详解】（1）HNO3是强酸，完全电离生成氢离子和硝酸根离子，电离方程式为HNO3=H++；
（2）SO2气体溶于水后生成H2SO3，H2SO3随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H2SO4，反应方程式为2H2SO3+O2=2H2SO4；
（3）①反应i中，氮元素发生归中反应，NO2转化为NaNO2中氮元素化合价从+4降低至+3，消耗1mol NO2转移1mol电子，则每消耗0.3molNO2，转移电子数为0.3NA；
②反应ii中，N元素化合价由+4价分别变化为+5价、+3价，NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化剂和还原剂物质的量之比为1:1；
（4）①实验室用NH4Cl和Ca(OH)2加热制取NH3，化学方程式为；
②用足量氨水吸收SO2反应生成亚硫酸铵和水，反应的化学方程式为SO2+2NH3 H2O=(NH4)2SO3+H2O；
（5）pH=2时，NaClO脱除SO2反应生成硫酸钠和氯化钠，离子方程式为ClO-+SO2+ H2O=+Cl-+2H+；脱硝效率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是随着反应进行NaClO的浓度降低。

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