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章末测评验收卷(五)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.我国航天航空事业飞速发展,下列有关说法正确的是 (　　)
A.月球探测器使用的硅太阳能电池板,其主要成分是SiO2
B.造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维,其主要成分是Si
C.宇宙飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
D.火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量,这种材料属于新型无机非金属材料
答案　D
解析　A项,硅太阳能电池板的主要成分是硅,不是二氧化硅;B项,光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是硅;C项,高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,不是传统无机非金属材料;D项,碳纳米管是性能优良的新型无机非金属材料。
2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是 (　　)
A.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
C.《清波杂志》卷十二:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”这里的胆水是指CuSO4溶液
D.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指HF
答案　D
解析　兵马俑是陶制品,属于硅酸盐,是由黏土经高温烧结而成,A项正确;SO2具有杀菌作用,同时具有还原性,可以防止营养成分被氧化而变质,B项正确;钥匙主要成分是Fe,Fe与CuSO4在溶液中反应产生FeSO4和Cu,可知胆水是指CuSO4溶液,C项正确;HF可以与二氧化硅发生反应,因此“强水”不可能是HF,D项错误。
3.氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.N2与过量O2反应可直接生成NO2
B.用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气
C.NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
D.向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,不变蓝,则原溶液中不含N
答案　C
解析　N2与过量O2在高温或放电条件下反应生成NO,NO和O2反应生成NO2,故A错误;用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体,从而隔绝了空气,故B错误;NH3的催化氧化生成NO,该反应是工业制硝酸的重要反应,故C正确;反应后的溶液没有加热且使用稀NaOH溶液,因此不能判断原溶液中是否含有N,故D错误。
4.下列指定反应的离子方程式书写正确的是 (　　)
A.过量SO2与“84”消毒液反应:ClO-+H2O+SO2===HS+HClO
B.将SO2通入Ba(NO3)2溶液中:SO2+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2H+
C.向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+N+4H+===Fe3++NO↑+2H2O
D.用氨水吸收少量SO2:2NH3·H2O+SO2===2N+H2O
答案　D
解析　过量SO2与“84”消毒液会发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子,离子方程式为SO2+ClO-+H2O===S+2H++Cl-,A错误;酸性条件下SO2被N,与Ba2+结合生成BaSO4白色沉淀,B错误;向稀硝酸中加入过量铁粉最终生成硝酸亚铁,C错误。
5.下列实验过程中,始终无明显现象的是 (　　)
A.将NO2通入FeSO4溶液中
B.将CO2通入BaCl2溶液中
C.将NH3通入AlCl3溶液中
D.将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
答案　B
解析　将NO2通入FeSO4溶液中,NO2与水反应生成的HNO3能将Fe2+氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,A项错误;向BaCl2溶液中通入CO2,无明显现象,B项正确;将NH3通入AlCl3溶液中:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N,产生Al(OH)3白色沉淀,C项错误;将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中,在酸性条件下N,产生BaSO4白色沉淀,D项错误。
6.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (　　)
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.NH4Cl(s)NH3Mg(OH)2
D.SiO2H2SiO3Na2SiO3
答案　C
解析　铁在氯气中燃烧生成三氯化铁,不生成氯化亚铁,A错误;硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,B错误;氢氧化钙与氯化铵反应生成氨气,通入氯化镁溶液,生成氢氧化镁沉淀,每步均能实现,C正确;二氧化硅不溶于水,不能直接反应生成硅酸,D错误。
7.下列实验不能达到目的的是 (　　)
A B
实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收
C D
用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性
答案　A
解析　氨气难溶于四氯化碳,B装置能防止倒吸,能达到目的;氯化氢气体易溶于饱和食盐水,用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验,C装置能达到目的;浓H2SO4滴到蔗糖上,蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性,品红溶液褪色,说明炭和浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸具有强氧化性,D装置能达到目的。
8.下列说法不正确的是 (　　)
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
D.HNO3NONO2,以上各步变化均能通过一步实验完成
答案　A
解析　在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉溶解,离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O,故A错误;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是氨气,故B正确;铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O,故C正确;HNO3NONO2,故D正确。
9.下图是一检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内液体Y(足量)可能是 (　　)
选项 A B C D
X CO SO2 CO2 Cl2
Y 浓H2SO4 NaHCO3饱和溶液 Na2SO3溶液 NaHSO3饱和溶液
答案　B
解析　A项,CO不能使品红褪色;B项,若关闭活塞K,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,品红溶液无变化,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,SO2使品红褪色;C项,CO2与Na2SO3溶液不反应,且不能使品红褪色;D项,Cl2与饱和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,Cl2不能使澄清石灰水变浑浊。
10.如图为氮及其常见化合物的价-类二维图。下列说法正确的是 (　　)
A.N2H4分子中存在极性键和非极性键
B.实验室中可用向上排空气法收集a物质
C.检验b+所需试剂是NaOH浓溶液和蓝色石蕊试纸
D.c途径可以用于工业生产硝酸
答案　A
解析　H2N—NH2分子中存在极性键和非极性键,故A正确;a是二价N的氧化物,为NO,NO在空气中易被氧化为NO2,不能用向上排空气法收集NO,故B错误;b+为N,检验N所需试剂是NaOH浓溶液和红色石蕊试纸,如果有刺激性气味的气体放出,湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明含有N,故C错误;工业生产硝酸以氨气为原料,故D错误。
11.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法不正确的是 (　　)
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2SO3H2SO4
A.途径①中反应仅体现了浓硝酸的强氧化性
B.途径②中可通过控制反应条件,将S直接氧化为SO3
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上均消耗1 mol S,均共转移6 mol电子
D.途径②相较于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
答案　B
解析　选途径①中反应的化学方程式为S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O,属于浓硝酸和非金属单质的反应,产物中无盐生成,因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性,A项正确;途径②中无论反应条件如何变化,S均被O2先氧化为SO2,再氧化为SO3,B项错误;由关系式S~H2SO4~6e-可知,C项正确;途径①中有副产物NO2生成,污染环境,D项正确。
12.氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域,一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是 (　　)
A.反应①属于人工固氮
B.该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2
C.反应⑤在无水环境中进行时,有白烟产生
D.反应②属于氧化还原反应
答案　D
解析　反应①为游离态氮转化为氮的化合物(Mg3N2),属于人工固氮,A正确;由图可知,该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2,B正确;反应⑤为氨气和氯化氢生成氯化铵固体颗粒,有白烟产生,C正确;反应②为氮化镁和氯化铵生成氨气和氯化镁,反应中没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应,D错误。
13.用如图所示装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应,若通入适当比例的Cl2和NO2,即发生反应:Cl2+2NO2+4NaOH===2NaNO3+2NaCl+2H2O。已知:NO2不溶于CCl4。
下列叙述不正确的是 (　　)
A.实验室中用二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气
B.装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液,作用是除去氯气中的HCl
C.装置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量
D.若制备的NO2中含有NO,应将混合气体通入水中以除去NO
答案　D
解析　该实验不需要保证氯气是干燥的,装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液,作用是除去氯气中的杂质HCl气体,B正确;由于NO2气体不能在CCl4中溶解,气体通过装置Ⅲ,可根据导气管口气泡的多少,观察气体流速,因此其作用是便于控制通入NO2的量,C正确;将混合气体通入水中,会发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,最后导致气体完全变为NO,D错误。
14.下列实验操作、实验现象、解释或结论不对应的是 (　　)
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 产生大量白烟 氨气与氯化氢反应生成固体物质
B 常温下,将洁净的铁片放入浓硫酸或浓硝酸中 无明显变化 常温下,浓硫酸、浓硝酸使铁片钝化
C 在导管口点燃纯净的氢气,然后将导管伸入盛满氯气的集气瓶中 产生苍白色火焰 物质燃烧不一定需要氧气
D 向某无色溶液中滴加盐酸 产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 说明溶液中一定含有C
答案　D
解析　能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2,也可能是SO2,因此不能说明溶液中一定含有C,即使产生的气体是CO2,也可能是碳酸氢盐,D错误。
15.将15.2 g铜镁合金完全溶解于100 mL某浓度的硝酸中,得到标准状况下6.72 L NO和NO2的混合气体,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为25.4 g。下列说法错误的是 (　　)
A.该硝酸的物质的量浓度为13.0 mol·L-1
B.合金中铜与镁的物质的量之比为1∶2
C.混合气体中NO和NO2的体积之比为1∶1
D.铜镁合金溶解后,溶液中剩余HNO3的物质的量为0.4 mol
答案　B
解析　设铜镁合金中铜、镁的物质的量分别为a、b,由合金的质量可得:64 g/mol×a mol+24 g/mol×b mol=15.2 g　①,得到沉淀为氢氧化铜沉淀和氢氧化镁沉淀,由沉淀的质量可得:98 g/mol×a mol+58 g/mol×b mol=25.4g　②,解联立可得a=0.2 mol、b=0.1 mol;设混合气体中NO和NO2分别为x、y,由标准状况下混合气体的体积为6.72 L,为0.3 mol可得:x mol+y mol=0.3 mol　③,由得失电子数目守恒可得:3x+y=0.2×2+0.1×2　④,解联立可得x=0.15 mol、y=0.15 mol;由铜离子和镁离子完全反应时消耗1.0 L 1.0 mol·L-1 NaOH可知,反应得到的溶液为硝酸钠溶液,由氮原子个数守恒可知100 mL硝酸溶液中硝酸的物质的量为1.0 mol/L×1 L+0.15 mol+0.15 mol=1.3 mol,则硝酸溶液的浓度为13.0 mol/L,A正确;合金中铜与镁的物质的量之比为2∶1,B错误;混合气体中NO和NO2的体积之比为1∶1,C正确;铜镁合金溶解后,溶液中溶质含硝酸铜、硝酸镁,结合氮守恒可知,铜镁合金溶解后,溶液中剩余HNO3的物质的量为1.3 mol-0.2 mol×2-0.1 mol×2-0.15 mol-0.15 mol=0.4 mol,D正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(11分)晶体硅是一种重要的非金属材料,有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下:
石英砂粗硅四氯化硅纯硅
石英砂的主要成分是SiO2,在制备粗硅时反应的氧化产物为　　　　　　(填化学式);在该反应中,若消耗了3.6 g SiO2,则转移电子的总数为　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃~1 100 ℃反应制得纯硅(灰黑色固体)。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是　　　　　　。装置C中水的作用是　　　　　　　　　　　　。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是　　　　　　;装置D中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需要加入的试剂有　　　　(填字母)。
a.KMnO4 b.氯水
c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
答案　(1)CO　0.24 NA
(2)①浓硫酸　水浴加热,使SiHCl3气化与H2混合进入石英管中反应　②出现灰黑色固体
SiHCl3+H2Si+3HCl　③bd
解析　锌和稀硫酸生成氢气,通过B装置干燥后进入C,C中SiHCl3与过量H2混合进入装置D石英管反应制得纯硅。(1)根据流程可知,焦炭和石英砂高温生成粗硅和一氧化碳,化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,碳元素的化合价升高,做还原剂发生氧化反应得到氧化产物CO;1 mol SiO2参加反应转移的电子数为4 mol,反应中消耗了3.6 g SiO2,n==0.06 mol,转移电子为0.24 mol,电子数为0.24NA;(2)①SiHCl3能与H2O强烈反应,需要用浓硫酸干燥氢气,装置B中试剂为浓硫酸;SiHCl3的沸点较低,C中的烧瓶需要加热使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化,故装置C中水的作用是加热使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化,然后进入装置D中反应;②SiHCl3与过量H2混合进入装置D石英管反应制得纯硅,根据质量守恒可知,还生成HCl,反应为 SiHCl3+H2Si+3HCl;装置D中有硅单质生成,即有灰黑色固体生成;③铁和稀盐酸生成氯化亚铁,亚铁离子的检验通常用的方法是先向溶液中加入KSCN,溶液不变红色,再加入氯水溶液变红色,即可却确定有亚铁离子。
17.(11分)已知有如图所示转化关系(反应条件略)。
已知:①X、Y、Z、W均为氧化物。常温下,X是红棕色气体;Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色。②相对分子质量:甲<乙。③将甲的浓溶液露置在空气中一段时间,质量减小浓度降低;将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低。请完成下列空白:
(1)Z是(写化学式):　　　　　　。
(2)将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低,表明乙的浓溶液具有　　　　　　性。利用这种性质可以进行　　　　(填字母)项实验操作。
A.钝化铁片 B.检验Ba2+
C.干燥氨气 D.干燥氯气
(3)在X与Z的反应中,被氧化的X与被还原的X的物质的量之比是　　　　。
(4)W可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
该反应很好地解决了环保问题,但给工业生产带来了　　　　　　的问题。
(5)写出M与甲的浓溶液在加热条件下反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)H2O　(2)吸水　D　(3)2∶1
(4)SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4　强酸对设备腐蚀
(5)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
解析　X、Y、Z、W均为氧化物,常温下,X是红棕色气体,则X为NO2;Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色,则Y为CO2;甲与M反应得到二氧化氮、二氧化碳,可推知甲为HNO3、M为碳,乙与碳反应得到二氧化碳、二氧化硫,可推知乙为H2SO4,故Z为H2O。(3)X和Z的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,被氧化的二氧化氮生成HNO3,被还原的二氧化氮生成NO,由化学方程式可知,被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比是2∶1。(4)溴具有强氧化性,在溶液中将二氧化硫氧化为硫酸,自身被还原为HBr,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,由于生成强酸,给工业生产带来了强酸对设备腐蚀的问题。(5)碳与浓硝酸在加热条件下生成二氧化碳、二氧化氮与水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
18.(11分)某化学兴趣小组利用如图装置制取并探究二氧化硫的性质。
(已知:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O,部分夹持仪器已略去)
[实验探究]
(1)装置(Ⅰ)中仪器a的名称是　　　　　　。
(2)实验进行一段时间后:
①装置(Ⅱ)中观察到紫色石蕊溶液颜色变为　　　　　　,原因是SO2和水反应生成　　　　　　　　　　　　 (填“H2SO3”或“H2SO4”)。
②装置(Ⅲ)中品红溶液褪色,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
③装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有　　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)为防止SO2污染空气,尾气可用　　　　　　(填“NaOH溶液”或“稀硫酸”)吸收。
(4)用12.6 g Na2SO3固体与足量硫酸反应,理论上可生成标准状况下SO2的体积为　　　　　　 L。(已知Na2SO3的摩尔质量为126 g·moL-1)
[实验拓展]
(5)将装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液换成Na2S溶液,可观察到溶液中出现　　　　　　(填“白色”或“黄色”)浑浊,补充完整下面的离子方程式。
SO2+2S2-+4　　　　　　===3S↓+2H2O
[知识应用]
(6)二氧化硫可作为食品添加剂。查阅资料:国家食品添加剂使用标准中二氧化硫最大使用量
食品名称 食用糖 葡萄酒 水果干类
SO2最大使用量 0.1 g·kg-1 0.25 g·kg-1 1 g·kg-1
说明在严格控制用量的情况下,二氧化硫可被添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和　　　　　　(填“氧化剂”或“抗氧化剂”)。
答案　(1)分液漏斗　(2)①红色　H2SO3　②SO2具有漂白性,会漂白品红溶液而使其褪色　③还原性　(3)NaOH溶液　(4)2.24　(5)黄色　H+ (6)抗氧化剂
解析　Ⅰ中制备二氧化硫气体,Ⅱ中用紫色石蕊溶液检验二氧化硫水溶液的酸性,Ⅲ中用品红溶液检验二氧化硫的漂白性,Ⅳ中用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性,最后尾气吸收。(1)由图可知,仪器a的名称为分液漏斗;(2)①SO2和水反应生成H2SO3,溶液显酸性,紫色石蕊溶液遇酸性溶液变为红色;②品红溶液褪色的原因是SO2具有漂白性,会漂白品红溶液而使其褪色;③酸性KMnO4溶液具有强氧化性,SO2可使其褪色,证明SO2具有还原性;(3)SO2属于酸性气体,因此进行尾气吸收时,应使用NaOH溶液;(4)已知Na2SO3的质量为12.6 g,其摩尔质量为126 g·moL-1,则=0.1 mol,根据Na2SO3与硫酸反应的化学方程式可知,SO2也为0.1 mol,则理论上可生成标准状况下SO2的体积为0.1 mol×22.4 L·moL-1=2.24 L。(5)根据方程式可知,生成物中有硫沉淀生成,由于硫是黄色的,则可观察到溶液中出现黄色浑浊。根据化学反应前后,原子种类及原子个数保持不变可知,完整的离子方程式为SO2+2S2-+4H+===3S↓+2H2O。(6)SO2在食用糖中作为漂白剂,在水果干类作为防腐剂,而在葡萄酒中,为防止葡萄酒被氧化,则SO2作为抗氧化剂。
19.(11分)已知:①氧化亚铜在酸性条件下能发生歧化反应:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O;②红热的铜能与氮的氧化物反应。某化学小组设计实验探究一氧化氮和铜反应的氧化产物,装置如图(部分夹持装置未画出)。
(1)①a管的作用是　　　　　　　　　　　　。
②装置A中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,点燃D处酒精灯,这样操作的目的是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　,当Cu充分反应,实验结束时,下列操作中应首先进行的是　　　　(填序号)。
①停止滴加浓硝酸　②熄灭酒精灯　③从E装置中取出导气管
(3)为了探究氧化产物是否含有Cu2O,取少量完全反应后的产物,进行如下实验:
(甲)加入足量的稀硝酸,观察是否完全溶解
(乙)加入足量的稀硫酸,观察是否完全溶解
(丙)加入足量的浓硝酸,观察是否完全溶解
其中,能达到实验目的的是　　　　(填代号)。
(4)查文献发现:铜与浓硝酸反应一旦发生就变快,是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸,不稳定,易分解),它再与Cu反应,反应就加快。对生成HNO2后反应变快的原因进行探究:
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 取B中溶液,加入一定量NaNO2固体,再加入铜片 立即产生无色气体,液面上方呈红棕色
Ⅱ 取B中溶液,放置一段时间,溶液变为无色,再加入铜片 产生无色气体,较Ⅰ慢;液面上方呈浅红棕色
实验中“放置一段时间”的目的是　　　　　　,说明HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu快。
(5)某同学将铜片放入盛有稀HNO3的试管中,开始无明显现象,渐有小气泡产生,液面上方出现浅红棕色,溶液呈蓝色。结合上述实验,分析判断该反应慢的原因,除了硝酸浓度小、反应温度较低影响反应速率外,另一个重要原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(6)若产物为CuO和Cu2O的混合物,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则CuO和Cu2O的物质的量之比为　　　　。
答案　(1)①平衡分液漏斗内外压强,使液体顺利流下
②Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
(2)将装置中的空气排尽,防止氧气与Cu反应,影响实验结果　①　(3)乙　(4)使HNO2完全分解
(5)稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应
(6)2∶3
解析　(2)由于空气中的氧气能与Cu反应生成CuO,干扰后续实验,故实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,再点燃D处酒精灯。当Cu充分反应,实验结束时,若先从E装置中取出导气管,则导致过量的NO排放到空气中,污染环境;若先熄灭酒精灯,将产生倒吸现象;故应该先停止滴加浓硝酸,然后从E装置中取出导气管,最后熄灭酒精灯。(3)由于CuO、Cu2O和稀、浓硝酸都能反应生成可溶性的硝酸铜,甲、丙不能达到实验目的;由于Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O,故加入足量的稀硫酸,若固体完全溶解说明没有Cu2O,若不能完全溶解,说明含有Cu2O,能达到实验目的。(6)假设混合物中CuO和Cu2O的物质的量分别为n1 mol和n2 mol,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则根据质量守恒:80n1+144n2=5.92,根据氧化还原反应中得失电子守恒可知2n2=3×,联合解得n1=0.02,n2=0.03,则混合物中CuO和Cu2O的物质的量之比为0.02 mol∶0.03 mol=2∶3。
20.(11分)铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将反应的化学方程式表示为Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平,不考虑 2NO2N2O4)。
(1)硝酸在该反应中体现的性质有　　　　　　。
(2)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3∶10,写出并配平该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)0.004 mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值),如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是　　　　　　,在标准状况下若将收集NO和NO2的集气瓶倒立于水中,通入一定量的氧气充分反应后发现无气体剩余,则通入O2的体积为　　　　　　 mL;所得溶液(假设溶质不扩散)的物质的量浓度是　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)酸性、氧化性　(2)3Cu+10H++4N===3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O
(3)0.008NA　0.012 mol　44.8　 mol·L-1(或0.044 6 mol·L-1)
解析　(2)假设铜的物质的量为3 mol,则HNO3为10 mol,根据铜元素守恒可知,生成3 mol硝酸铜,所以作氧化剂的硝酸的物质的量为10 mol-6 mol=4 mol,令生成NO为x mol,则生成NO2为(4-x) mol,根据转移电子守恒可知,3x+(4-x)×1=3×2,解得x=1,则反应离子方程式为3Cu+10H++4N===3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O。(3)设生成的NO的物质的量为x mol,根据得失电子守恒,3x+x=0.008,x=0.002;表现氧化性的硝酸为0.004 mol,表现酸性的硝酸为0.008 mol;参加反应的硝酸的物质的量是0.004 mol+0.008 mol=0.012 mol;根据氧化还原反应的实质,据2Cu~O2可知,2∶1=0.004 mol∶n(O2),n(O2)=0.002 mol,则通入O2的体积为44.8 mL;所得溶液的物质的量浓度是c= mol·L-1。章末测评验收卷(五)
　(满分:100分)　
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.我国航天航空事业飞速发展,下列有关说法正确的是 (　　)
月球探测器使用的硅太阳能电池板,其主要成分是SiO2
造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维,其主要成分是Si
宇宙飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量,这种材料属于新型无机非金属材料
2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是 (　　)
闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
《清波杂志》卷十二:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”这里的胆水是指CuSO4溶液
我国清代《本草纲目拾遗》中记叙“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指HF
3.氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法正确的是 (　　)
N2与过量O2反应可直接生成NO2
用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气
NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,不变蓝,则原溶液中不含N
4.下列指定反应的离子方程式书写正确的是 (　　)
过量SO2与“84”消毒液反应:ClO-+H2O+SO2HS+HClO
将SO2通入Ba(NO3)2溶液中:SO2+H2O+Ba2+BaSO3↓+2H+
向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O
用氨水吸收少量SO2:2NH3·H2O+SO22N+H2O
5.下列实验过程中,始终无明显现象的是 (　　)
将NO2通入FeSO4溶液中
将CO2通入BaCl2溶液中
将NH3通入AlCl3溶液中
将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
6.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (　　)
FeFeCl2Fe(OH)2
SSO3H2SO4
NH4Cl(s)NH3Mg(OH)2
SiO2H2SiO3Na2SiO3
7.下列实验不能达到目的的是 (　　)
实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收
用氯化氢气体和饱和 食盐水做喷泉实验 验证浓H2SO4的脱水性、 强氧化性
8.下列说法不正确的是 (　　)
在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
HNO3—→NO—→NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成
9.下图是一检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内液体Y(足量)可能是 (　　)
选项
X CO SO2 CO2 Cl2
Y 浓H2SO4 NaHCO3饱和溶液 Na2SO3溶液 NaHSO3饱和溶液
10.如图为氮及其常见化合物的价-类二维图。下列说法正确的是 (　　)
N2H4分子中存在极性键和非极性键
实验室中可用向上排空气法收集a物质
检验b+所需试剂是NaOH浓溶液和蓝色石蕊试纸
c途径可以用于工业生产硝酸
11.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法不正确的是 (　　)
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2SO3H2SO4
途径①中反应仅体现了浓硝酸的强氧化性
途径②中可通过控制反应条件,将S直接氧化为SO3
由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上均消耗1 mol S,均共转移6 mol电子
途径②相较于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
12.氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域,一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是 (　　)
反应①属于人工固氮
该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2
反应⑤在无水环境中进行时,有白烟产生
反应②属于氧化还原反应
13.用如图所示装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应,若通入适当比例的Cl2和NO2,即发生反应:Cl2+2NO2+4NaOH2NaNO3+2NaCl+2H2O。已知:NO2不溶于CCl4。
下列叙述不正确的是 (　　)
实验室中用二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气
装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液,作用是除去氯气中的HCl
装置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量
若制备的NO2中含有NO,应将混合气体通入水中以除去NO
14.下列实验操作、实验现象、解释或结论不对应的是 (　　)
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 产生大量白烟 氨气与氯化氢反应生成固体物质
常温下,将洁净的铁片放入浓硫酸或浓硝酸中 无明显变化 常温下,浓硫酸、浓硝酸使铁片钝化
在导管口点燃纯净的氢气,然后将导管伸入盛满氯气的集气瓶中 产生苍白色火焰 物质燃烧不一定需要氧气
向某无色溶液中滴加盐酸 产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 说明溶液中一定含有C
15.将15.2 g铜镁合金完全溶解于100 mL某浓度的硝酸中,得到标准状况下6.72 L NO和NO2的混合气体,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为25.4 g。下列说法错误的是 (　　)
该硝酸的物质的量浓度为13.0 mol·L-1
合金中铜与镁的物质的量之比为1∶2
混合气体中NO和NO2的体积之比为1∶1
铜镁合金溶解后,溶液中剩余HNO3的物质的量为0.4 mol
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(11分)晶体硅是一种重要的非金属材料,有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。
(1)(3分)工业上生产纯硅的工艺流程如下:
石英砂粗硅四氯化硅纯硅
石英砂的主要成分是SiO2,在制备粗硅时反应的氧化产物为　　　　　　(1分)(填化学式);在该反应中,若消耗了3.6 g SiO2,则转移电子的总数为　　　　　　(2分)(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)(9分)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃~1 100 ℃反应制得纯硅(灰黑色固体)。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是　　　　　　(1分)。装置C中水的作用是　　　　　　　　　　　　(2分)。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是　　　　　　　　　　(2分);装置D中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　(2分)。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需要加入的试剂有　　　　(2分)(填字母)。
a.KMnO4 b.氯水
c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
17.(11分)已知有如图所示转化关系(反应条件略)。
已知:①X、Y、Z、W均为氧化物。常温下,X是红棕色气体;Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色。②相对分子质量:甲<乙。③将甲的浓溶液露置在空气中一段时间,质量减小浓度降低;将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低。请完成下列空白:
(1)(1分)Z是(写化学式):　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低,表明乙的浓溶液具有　　　　　　(1分)性。利用这种性质可以进行　　　　(2分)(填字母)项实验操作。
A.钝化铁片 B.检验Ba2+
C.干燥氨气 D.干燥氯气
(3)(2分)在X与Z的反应中,被氧化的X与被还原的X的物质的量之比是　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)W可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
该反应很好地解决了环保问题,但给工业生产带来了　　　　　　的问题。
(5)(2分)写出M与甲的浓溶液在加热条件下反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
18.(11分)某化学兴趣小组利用如图装置制取并探究二氧化硫的性质。
(已知:Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,部分夹持仪器已略去)
[实验探究]
(1)(1分)装置(Ⅰ)中仪器a的名称是　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)实验进行一段时间后:
①装置(Ⅱ)中观察到紫色石蕊溶液颜色变为　　　　　　　　　　　　,
原因是SO2和水反应生成　　　　　　　　　　　 (填“H2SO3”或“H2SO4”)。
②装置(Ⅲ)中品红溶液褪色,原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
③装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有　　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)(1分)为防止SO2污染空气,尾气可用　　　　　　(填“NaOH溶液”或“稀硫酸”)吸收。
(4)(2分)用12.6 g Na2SO3固体与足量硫酸反应,理论上可生成标准状况下SO2的体积为　　　　　　 L。(已知Na2SO3的摩尔质量为126 g·moL-1)
[实验拓展]
(5)(3分)将装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液换成Na2S溶液,可观察到溶液中出现　　　　　　(1分)(填“白色”或“黄色”)浑浊,补充完整下面的离子方程式。
SO2+2S2-+4　　　　　　(2分)3S↓+2H2O
[知识应用]
(6)(1分)二氧化硫可作为食品添加剂。查阅资料:国家食品添加剂使用标准中二氧化硫最大使用量
食品名称 食用糖 葡萄酒 水果干类
SO2最 大使用量 0.1 g·kg-1 0.25 g·kg-1 1 g·kg-1
说明在严格控制用量的情况下,二氧化硫可被添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和　　　　　　(填“氧化剂”或“抗氧化剂”)。
19.(11分)已知:①氧化亚铜在酸性条件下能发生歧化反应:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O;②红热的铜能与氮的氧化物反应。某化学小组设计实验探究一氧化氮和铜反应的氧化产物,装置如图(部分夹持装置未画出)。
(1)(2分)①a管的作用是　　　　　　　　　　　　。
②装置A中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。

(2)(2分)实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,点燃D处酒精灯,这样操作的目的是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　, 当Cu充分反应,实验结束时,下列操作中应首先进行的是　　　　(填序号)。
①停止滴加浓硝酸　②熄灭酒精灯
③从E装置中取出导气管
(3)(2分)为了探究氧化产物是否含有Cu2O,取少量完全反应后的产物,进行如下实验:
(甲)加入足量的稀硝酸,观察是否完全溶解
(乙)加入足量的稀硫酸,观察是否完全溶解
(丙)加入足量的浓硝酸,观察是否完全溶解
其中,能达到实验目的的是　　　　(填代号)。
(4)(2分)查文献发现:铜与浓硝酸反应一旦发生就变快,是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸,不稳定,易分解),它再与Cu反应,反应就加快。对生成HNO2后反应变快的原因进行探究:
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 取B中溶液,加入一定量NaNO2固体,再加入铜片 立即产生无色气体,液面上方呈红棕色
Ⅱ 取B中溶液,放置一段时间,溶液变为无色,再加入铜片 产生无色气体,较Ⅰ慢;液面上方呈浅红棕色
实验中“放置一段时间”的目的是　　　　　　,说明HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu快。
(5)(2分)某同学将铜片放入盛有稀HNO3的试管中,开始无明显现象,渐有小气泡产生,液面上方出现浅红棕色,溶液呈蓝色。结合上述实验,分析判断该反应慢的原因,除了硝酸浓度小、反应温度较低影响反应速率外,另一个重要原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。

(6)(2分)若产物为CuO和Cu2O的混合物,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则CuO和Cu2O的物质的量之比为　　　　。
20.(11分)铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将反应的化学方程式表示为Cu+HNO3—→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平,不考虑 2NO2N2O4)。
(1)(2分)硝酸在该反应中体现的性质有　　　　　　。
(2)(2分)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3∶10,写出并配平该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)(8分)0.004 mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值),如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是　　　　　　,在标准状况下若将收集NO和NO2的集气瓶倒立于水中,通入一定量的氧气充分反应后发现无气体剩余,则通入O2的体积为　　　　　　 mL;所得溶液(假设溶质不扩散)的物质的量浓度是　　　　　　　　　　　　。 (共57张PPT)
章末测评验收卷
(五)
第五章
化工生产中的重要非金属元素
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)
1.我国航天航空事业飞速发展,下列有关说法正确的是(　　)
A.月球探测器使用的硅太阳能电池板,其主要成分是SiO2
B.造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维,其主要成分是Si
C.宇宙飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料
D.火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量,这种材料属于新型无机非金属材料
D
解析　A项,硅太阳能电池板的主要成分是硅,不是二氧化硅;B项,光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是硅;C项,高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,不是传统无机非金属材料;D项,碳纳米管是性能优良的新型无机非金属材料。
2.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是 (　　)
A.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化
C.《清波杂志》卷十二:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”这里的胆水是指CuSO4溶液
D.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指HF
D
解析　兵马俑是陶制品,属于硅酸盐,是由黏土经高温烧结而成,A项正确;SO2具有杀菌作用,同时具有还原性,可以防止营养成分被氧化而变质,B项正确;钥匙主要成分是Fe,Fe与CuSO4在溶液中反应产生FeSO4和Cu,可知胆水是指CuSO4溶液,C项正确;HF可以与二氧化硅发生反应,因此“强水”不可能是HF,D项错误。
3.氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法正确的是 (　　)
A.N2与过量O2反应可直接生成NO2
B.用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气
C.NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
D.向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,不变蓝,则原溶液中不含N
C
解析　N2与过量O2在高温或放电条件下反应生成NO,NO和O2反应生成NO2,故A错误;用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体,从而隔绝了空气,故B错误;NH3的催化氧化生成NO,该反应是工业制硝酸的重要反应,故C正确;反应后的溶液没有加热且使用稀NaOH溶液,因此不能判断原溶液中是否含有N,故D错误。
4.下列指定反应的离子方程式书写正确的是 (　　)
A.过量SO2与“84”消毒液反应:ClO-+H2O+SO2===HS+HClO
B.将SO2通入Ba(NO3)2溶液中:SO2+H2O+Ba2+===BaSO3↓+2H+
C.向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+N+4H+===Fe3++NO↑+2H2O
D.用氨水吸收少量SO2:2NH3·H2O+SO2===2N+H2O
D
解析　过量SO2与“84”消毒液会发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子,离子方程式为SO2+ClO-+H2O===S+2H++Cl-,A错误;酸性条件下SO2被N氧化为,与Ba2+结合生成BaSO4白色沉淀,B错误;向稀硝酸中加入过量铁粉最终生成硝酸亚铁,C错误。
5.下列实验过程中,始终无明显现象的是 (　　)
A.将NO2通入FeSO4溶液中
B.将CO2通入BaCl2溶液中
C.将NH3通入AlCl3溶液中
D.将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
B
解析　将NO2通入FeSO4溶液中,NO2与水反应生成的HNO3能将Fe2+氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,A项错误;向BaCl2溶液中通入CO2,无明显现象,B项正确;将NH3通入AlCl3溶液中:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N,产生Al(OH)3白色沉淀,C项错误;将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中,在酸性条件下氧化为,产生BaSO4白色沉淀,D项错误。
6.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (　　)
C
解析　铁在氯气中燃烧生成三氯化铁,不生成氯化亚铁,A错误;硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,B错误;氢氧化钙与氯化铵反应生成氨气,通入氯化镁溶液,生成氢氧化镁沉淀,每步均能实现,C正确;二氧化硅不溶于水,不能直接反应生成硅酸,D错误。
7.下列实验不能达到目的的是 (　　)
A
A B C D
实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收 用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性
解析　氨气难溶于四氯化碳,B装置能防止倒吸,能达到目的;氯化氢气体易溶于饱和食盐水,用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验,C装置能达到目的;浓H2SO4滴到蔗糖上,蔗糖变黑,说明浓硫酸具有脱水性,品红溶液褪色,说明炭和浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸具有强氧化性,D装置能达到目的。
8.下列说法不正确的是 (　　)
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
D.HNO3 NO NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成
A
9.下图是一检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内液体Y(足量)可能是 (　　)
B
选项 A B C D
X CO SO2 CO2 Cl2
Y 浓H2SO4 NaHCO3饱和溶液 Na2SO3溶液 NaHSO3饱和溶液
解析　A项,CO不能使品红褪色;B项,若关闭活塞K,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,品红溶液无变化,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,SO2使品红褪色;C项,CO2与Na2SO3溶液不反应,且不能使品红褪色;D项,Cl2与饱和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,Cl2不能使澄清石灰水变浑浊。
10.如图为氮及其常见化合物的价-类二维图。下列说法正确的是 (　　)
A.N2H4分子中存在极性键和非极性键
B.实验室中可用向上排空气法收集a物质
C.检验b+所需试剂是NaOH浓溶液和蓝色石蕊试纸
D.c途径可以用于工业生产硝酸
A
解析　H2N—NH2分子中存在极性键和非极性键,故A正确;a是二价N的氧化物,为NO,NO在空气中易被氧化为NO2,不能用向上排空气法收集NO,故B错误;b+为N,检验N所需试剂是NaOH浓溶液和红色石蕊试纸,如果有刺激性气味的气体放出,湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明含有N,故C错误;工业生产硝酸以氨气为原料,故D错误。
11.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法不正确的是(　　)
B
解析　选途径①中反应的化学方程式为S+6HNO3(浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O,属于浓硝酸和非金属单质的反应,产物中无盐生成,因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性,A项正确;途径②中无论反应条件如何变化,S均被O2先氧化为SO2,再氧化为SO3,B项错误;由关系式S~H2SO4~6e-可知,C项正确;途径①中有副产物NO2生成,污染环境,D项正确。
12.氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域,一种新型制备氨的方法如图。下列说法错误的是 (　　)
A.反应①属于人工固氮
B.该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,
产物是NH3和O2
C.反应⑤在无水环境中进行时,有白烟产生
D.反应②属于氧化还原反应
D
解析　反应①为游离态氮转化为氮的化合物(Mg3N2),属于人工固氮,A正确;由图可知,该转化过程总反应的反应物是N2和H2O,产物是NH3和O2,B正确;反应⑤为氨气和氯化氢生成氯化铵固体颗粒,有白烟产生,C正确;反应②为氮化镁和氯化铵生成氨气和氯化镁,反应中没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应,D错误。
13.用如图所示装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应,若通入适当比例的Cl2和NO2,即发生反应:Cl2+2NO2+4NaOH===2NaNO3+2NaCl+2H2O。已知:NO2不溶于CCl4。
下列叙述不正确的是 (　　)
A.实验室中用二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气
B.装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液, 作用是除去氯气中的HCl
C.装置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量
D.若制备的NO2中含有NO,应将混合气体通入水中以除去NO
D
解析　该实验不需要保证氯气是干燥的,装置Ⅰ中盛放的试剂是饱和NaCl溶液,作用是除去氯气中的杂质HCl气体,B正确;由于NO2气体不能在CCl4中溶解,气体通过装置Ⅲ,可根据导气管口气泡的多少,观察气体流速,因此其作用是便于控制通入NO2的量,C正确;将混合气体通入水中,会发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+ NO, 最后导致气体完全变为NO,D错误。
14.下列实验操作、实验现象、解释或结论不对应的是 (　　)
D
选项 实验操作 实验现象 解释或结论
A 将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近 产生大量白烟 氨气与氯化氢反应生成固体物质
B 常温下,将洁净的铁片放入浓硫酸或浓硝酸中 无明显变化 常温下,浓硫酸、浓硝酸使铁片钝化
C 在导管口点燃纯净的氢气,然后将导管伸入盛满氯气的集气瓶中 产生苍白色火焰 物质燃烧不一定需要氧气
D 向某无色溶液中滴加盐酸 产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 说明溶液中一定含有C
解析　能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2,也可能是SO2,因此不能说明溶液中一定含有C,即使产生的气体是CO2,也可能是碳酸氢盐,D错误。
15.将15.2 g铜镁合金完全溶解于100 mL某浓度的硝酸中,得到标准状况下6.72 L NO和NO2的混合气体,向反应后的溶液中加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为25.4 g。下列说法错误的是 (　　)
A.该硝酸的物质的量浓度为13.0 mol·L-1
B.合金中铜与镁的物质的量之比为1∶2
C.混合气体中NO和NO2的体积之比为1∶1
D.铜镁合金溶解后,溶液中剩余HNO3的物质的量为0.4 mol
B
解析　设铜镁合金中铜、镁的物质的量分别为a、b,由合金的质量可得:64 g/mol×a mol+24 g/mol×b mol=15.2 g　①,得到沉淀为氢氧化铜沉淀和氢氧化镁沉淀,由沉淀的质量可得:98 g/mol×a mol+58 g/mol×b mol=25.4g　②,解联立可得a=0.2 mol、b=0.1 mol;设混合气体中NO和NO2分别为x、y,由标准状况下混合气体的体积为6.72 L,为0.3 mol可得:x mol+y mol=0.3 mol　③,由得失电子数目守恒可得:3x+y=0.2×2+0.1×2　④,解联立可得x=0.15 mol、y=0.15 mol;由铜离子和镁离子完全反应时消耗1.0 L 1.0 mol·L-1 NaOH可知,反应得到的溶液为硝酸钠溶液,由氮原子个数守恒可知100 mL硝酸溶液中硝酸的物质的量为1.0 mol/L×1 L+
0.15 mol+0.15 mol=1.3 mol,则硝酸溶液的浓度为13.0 mol/L,A正确;合金中铜与镁的物质的量之比为2∶1,B错误;混合气体中NO和NO2的体积之比为1∶1,C正确;铜镁合金溶解后,溶液中溶质含硝酸铜、硝酸镁,结合氮守恒可知,铜镁合金溶解后,溶液中剩余HNO3的物质的量为1.3 mol-0.2 mol×2-0.1 mol×2-0.15 mol-0.15 mol=0.4 mol,D正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(11分)晶体硅是一种重要的非金属材料,有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下:
CO
石英砂的主要成分是SiO2,在制备粗硅时反应的氧化产物为　　　 (填化学式);在该反应中,若消耗了3.6 g SiO2,则转移电子的总数为　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
0.24 NA
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000 ℃~1 100 ℃反应制得纯硅(灰黑色固体)。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气
中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是　　　　。装置C中水的作用
是______________________________________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是　　　　　　　　;装置D中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 　　　。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需要加入的试剂有　　　　(填字母)。
a.KMnO4 b.氯水 c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
浓硫酸
水浴加热,使SiHCl3气化与H2混合进入石英管中反应
出现灰黑色固体
bd
17.(11分)已知有如图所示转化关系(反应条件略)。
已知:①X、Y、Z、W均为氧化物。常温下,X是红棕色气体;Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色。②相对分子质量:甲<乙。③将甲的浓溶液露置在空气中一段时间,质量减小浓度降低;将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低。
请完成下列空白:
(1)Z是(写化学式):　　　　　　。
(2)将乙的浓溶液露置在空气中一段时间,质量增加浓度降低,表明乙的浓溶液具有________性。利用这种性质可以进行　　　　(填字母)项实验操作。
A.钝化铁片 B.检验Ba2+
C.干燥氨气 D.干燥氯气
(3)在X与Z的反应中,被氧化的X与被还原的X的物质的量之比是　　　　。
H2O
吸水
D
2∶1
解析　X、Y、Z、W均为氧化物,常温下,X是红棕色气体,则X为NO2;Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色,则Y为CO2;甲与M反应得到二氧化氮、二氧化碳,可推知甲为HNO3、M为碳,乙与碳反应得到二氧化碳、二氧化硫,可推知乙为H2SO4,故Z为H2O。(3)X和Z的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,被氧化的二氧化氮生成HNO3,被还原的二氧化氮生成NO,由化学方程式可知,被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比是2∶1。
(4)W可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,写出该反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　 　　　　。
该反应很好地解决了环保问题,但给工业生产带来了　　　　　　　　的问题。
(5)写出M与甲的浓溶液在加热条件下反应的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4
强酸对设备腐蚀
C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
解析　(4)溴具有强氧化性,在溶液中将二氧化硫氧化为硫酸,自身被还原为HBr,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,由于生成强酸,给工业生产带来了强酸对设备腐蚀的问题。(5)碳与浓硝酸在加热条件下生成二氧化碳、二氧化氮与水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
18.(11分)某化学兴趣小组利用如图装置制取并探究二氧化硫的性质。
(已知:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O,部分夹持仪器已略去)
[实验探究]
(1)装置(Ⅰ)中仪器a的名称是　　　　　　。
(2)实验进行一段时间后:
①装置(Ⅱ)中观察到紫色石蕊溶液颜色变为　　　　　　,原因是SO2和水反应生成　　　　 (填“H2SO3”或“H2SO4”)。
②装置(Ⅲ)中品红溶液褪色,原因是　　　　　　　　　　　 　。
③装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液褪色,证明SO2具有　　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
分液漏斗
红色
H2SO3
SO2具有漂白性,会漂白品红溶液而使其褪色
还原性
解析　Ⅰ中制备二氧化硫气体,Ⅱ中用紫色石蕊溶液检验二氧化硫水溶液的酸性,Ⅲ中用品红溶液检验二氧化硫的漂白性,Ⅳ中用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性,最后尾气吸收。(1)由图可知,仪器a的名称为分液漏斗;(2)①SO2和水反应生成H2SO3,溶液显酸性,紫色石蕊溶液遇酸性溶液变为红色;②品红溶液褪色的原因是SO2具有漂白性,会漂白品红溶液而使其褪色;③酸性KMnO4溶液具有强氧化性,SO2可使其褪色,证明SO2具有还原性;
(3)为防止SO2污染空气,尾气可用　　　　　(填“NaOH溶液”或“稀硫酸”)吸收。
(4)用12.6 g Na2SO3固体与足量硫酸反应,理论上可生成标准状况下SO2的体积为________L。(已知Na2SO3的摩尔质量为126 g·moL-1)
[实验拓展]
(5)将装置(Ⅳ)中酸性KMnO4溶液换成Na2S溶液,可观察到溶液中出现________(填“白色”或“黄色”)浑浊,补充完整下面的离子方程式。
SO2+2S2-+4　　　　　　===3S↓+2H2O
NaOH溶液
2.24
黄色
H+
解析　(3)SO2属于酸性气体,因此进行尾气吸收时,应使用NaOH溶液;(4)已知Na2SO3的质量为12.6 g,其摩尔质量为126 g·moL-1,则=0.1 mol,根据Na2SO3与硫酸反应的化学方程式可知,SO2也为0.1 mol,则理论上可生成标准状况下SO2的体积为0.1 mol×22.4 L·moL-1=2.24 L。(5)根据方程式可知,生成物中有硫沉淀生成,由于硫是黄色的,则可观察到溶液中出现黄色浑浊。根据化学反应前后,原子种类及原子个数保持不变可知,完整的离子方程式为SO2+2S2-+4H+===3S↓+2H2O。
[知识应用]
(6)二氧化硫可作为食品添加剂。查阅资料:国家食品添加剂使用标准中二氧化硫最大使用量
食品名称 食用糖 葡萄酒 水果干类
SO2最大使用量 0.1 g·kg-1 0.25 g·kg-1 1 g·kg-1
说明在严格控制用量的情况下,二氧化硫可被添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和　　　　　　(填“氧化剂”或“抗氧化剂”)。
抗氧化剂
解析　(6)SO2在食用糖中作为漂白剂,在水果干类作为防腐剂,而在葡萄酒中,为防止葡萄酒被氧化,则SO2作为抗氧化剂。
19.(11分)已知:①氧化亚铜在酸性条件下能发生歧化反应: Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O;②红热的铜能与氮的氧化物反应。某化学小组设计实验探究一氧化氮和铜反应的氧化产物,装置如图(部分夹持装置未画出)。
(1)①a管的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②装置A中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,点燃D处酒精灯,这样操作的目的是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　,当Cu充分反应,实验结束时,下列操作中应首先进行的是　　　　(填序号)。
①停止滴加浓硝酸　②熄灭酒精灯　③从E装置中取出导气管
(3)为了探究氧化产物是否含有Cu2O,取少量完全反应后的产物,进行如下实验:
(甲)加入足量的稀硝酸,观察是否完全溶解
(乙)加入足量的稀硫酸,观察是否完全溶解
(丙)加入足量的浓硝酸,观察是否完全溶解
其中,能达到实验目的的是　　　　(填代号)。
平衡分液漏斗内外压强,使液体顺利流下
Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
将装置中的空气排尽,防止氧气与Cu反应,影响实验结果
①
乙
解析　(2)由于空气中的氧气能与Cu反应生成CuO,干扰后续实验,故实验开始时,先打开A中分液漏斗活塞,过一会儿,再点燃D处酒精灯。当Cu充分反应,实验结束时,若先从E装置中取出导气管,则导致过量的NO排放到空气中,污染环境;若先熄灭酒精灯,将产生倒吸现象;故应该先停止滴加浓硝酸,然后从E装置中取出导气管,最后熄灭酒精灯。(3)由于CuO、Cu2O和稀、浓硝酸都能反应生成可溶性的硝酸铜,甲、丙不能达到实验目的;由于Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O,故加入足量的稀硫酸,若固体完全溶解说明没有Cu2O,若不能完全溶解,说明含有Cu2O,能达到实验目的。
(4)查文献发现:铜与浓硝酸反应一旦发生就变快,是因为开始生成的NO2溶于水形成HNO2(弱酸,不稳定,易分解),它再与Cu反应,反应就加快。对生成HNO2后反应变快的原因进行探究:
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 取B中溶液,加入一定量NaNO2固体,再加入铜片 立即产生无色气体,液面上方呈红棕色
Ⅱ 取B中溶液,放置一段时间,溶液变为无色,再加入铜片 产生无色气体,较Ⅰ慢;液面上方呈浅红棕色
实验中“放置一段时间”的目的是　　　　　　　　　　,说明HNO2氧化Cu的反应速率比HNO3氧化Cu快。
(5)某同学将铜片放入盛有稀HNO3的试管中,开始无明显现象,渐有小气泡产生,液面上方出现浅红棕色,溶液呈蓝色。结合上述实验,分析判断该反应慢的原因,除了硝酸浓度小、反应温度较低影响反应速率外,另一个重要原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(6)若产物为CuO和Cu2O的混合物,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则CuO和Cu2O的物质的量之比为　　　　。
使HNO2完全分解
稀硝酸不能将NO氧化为NO2,体系中不能发生NO2与水生成HNO2的反应
2∶3
解析　(6)假设混合物中CuO和Cu2O的物质的量分别为n1 mol和n2 mol,取混合物5.92 g与足量稀硝酸反应,测得生成448 mL标准状况下NO气体,则根据质量守恒:80n1+144n2=5.92,根据氧化还原反应中得失电子守恒可知2n2=3×,联合解得n1=0.02,n2=0.03,则混合物中CuO和Cu2O的物质的量之比为0.02 mol∶0.03 mol =2∶3。
20.(11分)铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将反应的化学方程式表示为Cu+HNO3 Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平,不考虑 2NO2 N2O4)。
(1)硝酸在该反应中体现的性质有　　　　　　　　。
(2)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3∶10,写出并配平该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
酸性、氧化性
3Cu+10H++4N===3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O
(3)0.004 mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是　　　　　　(用NA表示阿伏加德罗常数的值),如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是　　　　　　,在标准状况下若将收集NO和NO2的集气瓶倒立于水中,通入一定量的氧气充分反应后发现无气体剩余,则通入O2的体积为________mL;
所得溶液(假设溶质不扩散)的物质的量浓度是　　　　　　　　　　　　　　。
0.008NA
0.012 mol
44.8
mol·L-1(或0.044 6 mol·L-1)
解析　(2)假设铜的物质的量为3 mol,则HNO3为10 mol,根据铜元素守恒可知,生成3 mol硝酸铜,所以作氧化剂的硝酸的物质的量为10 mol-6 mol=4 mol,令生成NO为x mol,则生成NO2为(4-x) mol,根据转移电子守恒可知,3x+(4-x)×1=3×2,解得x=1,则反应离子方程式为3Cu+10H++4N===3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O。(3)设生成的NO的物质的量为x mol,根据得失电子守恒,3x+x=0.008,x=0.002;表现氧化性的硝酸为0.004 mol,表现酸性的硝酸为0.008 mol;参加反应的硝酸的物质的量是0.004 mol+0.008 mol=0.012 mol;根据氧化还原反应的实质,据2Cu~O2可知, 2∶1=0.004 mol∶n(O2),n(O2)=0.002 mol,则通入O2的体积为44.8 mL;所得溶液的物质的量浓度是c= mol·L-1。

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