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第五单元　非金属及其化合物
(满分:100分)
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.下列实验中硫酸的作用与其他三项不同的是 (　　)
A.蔗糖中加入浓硫酸产生黑“面包”
B.亚硫酸钠与硫酸制取SO2
C.配制Fe2(SO4)3溶液时加入稀硫酸
D.海带提碘时硫酸与双氧水混加
2.下列有关氯及其化合物的性质与实际应用不相符的是 (　　)
选项 性质 实际应用
A. Cl2是黄绿色气体 工业上用氯气和氢气制造盐酸
B. HCl具有强酸性 盐酸用于生产洁厕剂
C. 次氯酸盐具有氧化性 漂白粉漂白织物
D. 熔融NaCl可导电 电解熔融NaCl制备Na
3.下列物质的性质或用途的因果关系不正确的是 (　　)
A.乙醇具有氧化性,可用于杀菌消毒
B.NaHCO3受热易分解生成CO2,可用于食品膨松剂
C.高纯硅具有半导体特性,可用于制造芯片
D.碳化硅具有高温抗氧化性能,可用作耐高温结构材料
4.物质转化是化学研究的重要领域,下列说法正确的是 (　　)
A.Cl2和热的石灰乳反应可制备Ca(ClO)2为主要成分的漂粉精
B.工业上将NH3直接氧化为NO2以制备硝酸
C.工业上用水吸收SO3制备硫酸
D.用化学氧化法对铝进行表面处理可提高铝材的抗腐蚀性和耐磨性
5.(2024·湖南长沙雅礼中学检测)在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(N)以达到消除污染的目的。其工作原理的示意图如下:
下列说法不正确的是 (　　)
A.Ir的表面发生氧化还原反应,生成1 mol N2时转移2NA个电子(设NA为阿伏加德罗常数的值)
B.导电基体上的Pt颗粒上发生的反应为N+8e-+10H+===N+3H2O
C.若导电基体上的Pt颗粒增多,有利于降低溶液中的含氮量
D.在导电基体上生成NO的离子方程式为N+3e-+4H+===NO↑+2H2O
6.如图所示为氮元素的价类二维图。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.a的化学性质不活泼,常用作保护气
B.“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含a→c→d→e
C.b与e按物质的量之比为1∶1完全反应,所得生成物的水溶液呈中性
D.f既有氧化性,又有还原性
7.“吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术,其流程如下,下列说法不正确的是 (　　)
A.步骤 Ⅰ:加入酸酸化可提高Cl2的利用率
B.步骤 Ⅱ、Ⅲ:目的是富集溴元素,分别在吹出塔和吸收塔中完成
C.步骤Ⅳ:采用水蒸气将液溴蒸出
D.实验室分离溴还可以用萃取法,可选用酒精或裂化汽油作为萃取剂
8.(2024·吉林长春东北师范大学附属中学一模)下列实验操作、现象和结论都正确的是 (　　)
选项 实验操作及现象 实验结论
A. 取少量NH4HSO3样品溶于水,加入Ba(NO3)2溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀 原样品已变质
B. 向某溶液中滴加稀盐酸,将产生的气体通入石蕊溶液,溶液先变红后褪色 溶液中含有S或HS
C. 向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀 气体X不一定是氧化性气体
D. 在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 该固体试样中不可能存在N
9.(2024·河北石家庄检测)用下列装置(尾气处理已略去)进行相关实验,能达到相应实验目的的是 (　　)
选项 实验目的 a中试剂 b中试剂 c中试剂
A. 比较H2CO3、H2SiO3的酸性 醋酸溶液 碳酸铵 硅酸钠溶液
B. 比较Cl2和I2的氧化性 浓盐酸 高锰酸钾 碘化钾溶液
C. 制备碳酸氢钠溶液 盐酸 大理石 饱和碳酸钠溶液
D. 证明C2H2有还原性 饱和食盐水 电石 酸性高锰酸钾溶液
10.将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是 (　　)
A.装置a中出现红棕色气体,只体现HNO3的酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b注入水,b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸生成H2
D.装置c用NaOH吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
11.亚氯酸钠(NaClO2)的实验室制备过程为①在强酸性介质中,用SO2还原NaClO3制备ClO2;②在NaOH溶液中,ClO2与H2O2反应,得到亚氯酸钠溶液;③再经一系列操作可得亚氯酸钠固体。下列说法正确的是 (　　)
A.过程①中可用盐酸作强酸性介质
B.过程①中参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为1∶2
C.过程②中的H2O2可用NaClO4代替
D.若通过原电池反应来实现过程①,正极的电极反应式为Cl+e-+2H+===ClO2+H2O
12.利用某废铁屑(含有Fe、C、S等元素)制取净水剂K2FeO4的流程如图所示。
废铁屑溶液Na2FeO4K2FeO4
下列说法错误的是 (　　)
A.Fe位于元素周期表第四周期第Ⅷ族
B.步骤③的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-===2Fe+3Cl-+4H++H2O
C.步骤②中H2O2溶液可省去
D.步骤④中反应为复分解反应
13.用如图装置探究Cl2的漂白原理,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心Ca(ClO)2粉末上滴加几滴盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化如下:
红纸编号 试剂 红纸变化
① —— 不褪色
② 蒸馏水 逐渐褪色
③ 饱和食盐水 几乎不褪色
④ NaHCO3溶液(调至pH=7) 快速褪色
已知酸性:H2CO3>HClO>HC。
下列对于该实验的分析不正确的是 (　　)
A.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是Cl2+H2OHCl+HClO
B.对比②③的现象,说明能使红纸褪色的微粒是HClO
C.对比②④的现象,说明能使红纸褪色的微粒一定不是H+
D.对比②③④的现象,说明c(HClO)越大,漂白效果越好
14.用如图装置探究铜与硝酸的反应,实验记录如表所示:
装置
步骤 ① ② ③
操作 打开止水夹,挤压胶头,使浓硝酸滴入试管 一段时间后,关闭止水夹,推动注射器活塞使部分水进入试管 一段时间后,打开止水夹,拉动注射器活塞吸取少量无色气体;拔下注射器,再拉动活塞吸入少量空气
现象 产生红棕色气体,溶液变为绿色 注射器内剩余的水被“吸入”试管;铜表面产生无色气泡,溶液变蓝,试管内气体逐渐变为无色 注射器中无色气体变为红棕色
下列说法不正确的是 (　　)
A.①中反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
B.②中注射器内剩余的水被“吸入”试管的原因可能是NO2与H2O反应导致压强减小
C.③中的实验现象能证明②中Cu与硝酸反应生成了NO
D.待②中反应停止后,向试管内滴加少量稀硫酸,有气体产生
15.同学们探究不同金属和浓硫酸的反应,向三等份浓硫酸中分别加入相同大小的不同金属片,加热,用生成气体进行如表所示实验并记录实验现象。
实验操作 实验现象
铜片 锌片 铝片
点燃 不燃烧 燃烧 燃烧
通入KMnO4酸性溶液 褪色 褪色 褪色
通入CuSO4溶液 无明显变化 无明显变化 出现黑色沉淀
通入品红溶液 褪色 褪色 不褪色
注:H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4(CuS为黑色固体);H2S可燃。
下列说法不正确的是 (　　)
A.加入铜片的实验中,使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2
B.加入铝片的实验中,燃烧现象能证明生成气体中一定含H2S
C.加入锌片的实验中,生成的气体一定是混合气体
D.金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(14分)(2024·辽宁东北育才中学检测)在某钠盐溶液中,除Cl-之外可能还含有等物质的量的下列阴离子中的一种或多种:S、C、Si、I-、N、S。在此溶液中加入过量盐酸,产生气泡,溶液颜色变深,但仍澄清,并且原溶液中的阴离子种类减少了3种。试回答下列问题。
(1)(4分)原溶液中　　　　　　(填“有”或“没有”)Si,判断理由是　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
(2)(4分)生成的气体中一定含有　　　　　　。它具有的性质是　　　　　　(填标号)。
A.无色无味 B.无色有刺激性气味
C.属于大气污染物 D.难溶于水
E.能被NaOH溶液吸收
(3)(4分)溶液中减少的阴离子是　　　　　　,原因是 　　　　　 　　　 (用一个离子方程式表示)。
(4)(2分)原溶液中除了Cl-和减少的3种阴离子,可能还含有的阴离子是　　　　　　。
17.(13分)某化学实验小组同学用如图所示装置制备NO2,并探究NO2与水反应的产物(夹持装置略、装置气密性良好、所有阀门关闭)。
回答下列问题:
(1)(8分)步骤①:打开K1和　　　　　　,通入N2,一段时间后关闭K1。
步骤②:向锥形瓶中加入浓HNO3,其操作方法是　　　　　 　　　　　　。
步骤③:证明三颈烧瓶中反应有NO生成,操作是　　　　　　,现象是　　　　　　。
步骤④:传感器数据显示c(N)随反应时间逐渐增大,证明NO2与水反应生成N。
(2)(2分)甲同学认为步骤④的结论有缺陷,该同学的判断依据是　　　　　　。
(3)(3分)乙同学查阅资料得知反应后三颈烧瓶溶液中可能含有HNO2。证明HNO2存在的实验方案是　　　　　
　　　　　　。
18.(14分)次氯酸溶液是常用的消毒剂、漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8 mol·L-1的次氯酸溶液,查阅资料:
资料1:常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为3.8 ℃,42 ℃以上会分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶于水并与水立即反应生成HClO。
资料2:将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaCl+2NaHCO3(反应放热),用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。
用以下装置制备次氯酸溶液:
回答下列问题:
(1)(3分)各装置的连接顺序为　　　　　　　　→　　　　　　→　　　　　　→　　　　　　→E。
(2)(2分)装置A中反应的离子方程式为　　　　　 　　　　　　。
(3)(3分)装置E中反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　。
(4)(4分)装置B中多孔球泡的作用是　　　　　　; 反应过程中,装置B需放在冷水中,其原因是　　　　　
　　　　　　。
(5)(2分)装置C的主要作用是　　　　　　。
19.(14分)(2024·河南郑州检测改编)亚硝基硫酸(NOHSO4)是染料工艺中重要的原料,回答下列问题:
Ⅰ .实验室将SO2通入浓硝酸和浓硫酸的混酸中可制备亚硝基硫酸,装置如图所示。装置C中主要发生反应SO2+HNO3===SO3+HNO2;SO3+HNO2===NOHSO4。
(1)(2分)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　。
(2)(4分)装置D的主要作用是吸收尾气SO2,防止其污染环境,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　,
装置D中倒置的漏斗的作用是　　　　　　。
Ⅱ .产品中亚硝基硫酸纯度的测定
称取1.700 g产品放入250 mL的锥形瓶中,加入100.00 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液和少量稀硫酸,发生反应:2KMnO4+5NOHSO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,产品中其他杂质不与KMnO4反应,反应完全后,用0.500 0 mol·L-1Na2C2O4标准溶液滴定过量的KMnO4,发生反应:2Mn+5C2+16H+===2Mn2++8H2O+10CO2↑,消耗Na2C2O4标准溶液30.00 mL。
(3)(2分)配制100 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液所需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、　　　　　　。
(4)(3分)滴定到终点时的实验现象是　　　　　 　　　　　　。
(5)(3分)产品中亚硝基硫酸的纯度为　　　　　　%(保留1位小数)。
非金属及其化合物
1.答案　A
解析　A项,蔗糖中加入浓硫酸产生黑“面包”,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性;B项,亚硫酸钠与硫酸制取SO2,体现浓硫酸的强酸性;C项,配制Fe2(SO4)3溶液时加入稀硫酸,抑制Fe3+水解,体现稀硫酸的酸性;D项,海带提碘时硫酸与双氧水混加,体现硫酸的酸性;所以硫酸的作用与其他三项不同的是A项,故选A。
2.答案　A
解析　Cl2是黄绿色气体与制盐酸没有因果关系,A符合题意;强酸可除去一些污渍,盐酸可用于生成洁厕剂,B不符合题意;次氯酸盐具有强氧化性而使织物被漂白,C不符合题意;熔融NaCl可导电,可被电解制备单质钠,D不符合题意。
3.答案　A
解析　乙醇能够使蛋白质变性,可用于消毒杀菌,A错误,符合题意;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,可使食品膨松,作膨松剂,B正确,不符合题意;高纯硅是性能良好的半导体材料,可用于制造芯片,C正确,不符合题意;碳化硅为共价晶体,化学性质稳定、耐高温、抗氧化,可作耐高温结构材料,D正确,不符合题意。
4.答案　D
解析　氯气和热的石灰乳反应生成氯酸钙、CaCl2和H2O,A错误;氨气被氧化生成NO,B错误;硫酸工业用浓硫酸吸收三氧化硫,C错误;用化学氧化法使铝表面产生致密的氧化物保护膜,可以提高铝材的抗腐蚀性和耐磨性,D正确。
5.答案　C
解析　由题图可知,在Ir的表面上,H2和N2O发生反应生成N2和H2O,则Ir的表面发生反应的化学方程式为H2+N2ON2+H2O,其属于氧化还原反应,N的化合价由+1变为0,故生成1 mol N2时转移2NA个电子,A正确;根据题图可知,在导电基体上的Pt颗粒上,部分N,则Pt颗粒上发生的反应为N+10H+===+3H2O,B正确;导电基体上的Pt颗粒上,部分N,N仍在溶液中,所以若导电基体上的Pt颗粒增多,不利于降低溶液中的含氮量,C错误;导电基体上的Cu颗粒上,N得到电子变为NO,则在导电基体上生成NO的离子方程式为N+3e-+4H+===NO↑+2H2O,D正确。
6.答案　C
解析　a为N2,氮气很稳定,化学性质不活泼,可用作保护气,A正确;雷雨发庄稼涉及以下反应:N2+O22NO,2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,B正确;反应的化学方程式:NH3+HNO3===NH4NO3,N水解使得溶液显酸性,C错误;盐为亚硝酸盐,氮元素为+3价,既可以失去电子,又可以得到电子,所以既具有还原性,又具有氧化性,D正确。
7.答案　D
解析　步骤 Ⅰ 中,先将海水酸化,再通入氯气将溴离子氧化为溴单质,由于氯气和生成的溴单质都与水反应,如Cl2+H2OHCl+HClO,加酸酸化可抑制氯气、溴单质与水的反应,减少氯气的损耗,提高Cl2的利用率,同时可得到更多的溴单质,A正确;步骤 Ⅱ 用热空气吹出溴,步骤Ⅲ再用SO2吸收生成硫酸和氢溴酸,因此步骤 Ⅱ、Ⅲ 的目的是富集溴元素,分别在吹出塔和吸收塔中完成,B正确;步骤Ⅳ利用溴易挥发的性质,采用水蒸气将液溴蒸出,C正确;酒精和水互溶,裂化汽油中含有碳碳不饱和键的有机物会和溴单质反应,故二者均不能作为萃取剂,D错误。
8.答案　C
解析　若样品未变质,在酸性溶液中亚硫酸氢根离子与硝酸根离子会发生氧化还原反应,亚硫酸氢根离子被硝酸根离子氧化生成的硫酸根离子也会与钡离子反应产生白色沉淀,故结论无法得出,A错误;若溶液中含有S,滴加稀盐酸产生二氧化硫气体,将其通入石蕊溶液中,石蕊溶液会变红,但二氧化硫无法漂白石蕊溶液,故溶液不会褪色,B错误;气体X可以是氨气,向溶有二氧化硫的氯化钡溶液中通入氨气,氨气与二氧化硫优先反应,生成亚硫酸铵,生成的亚硫酸铵再与氯化钡发生复分解反应,生成亚硫酸钡白色沉淀,C正确;N与氢氧根离子反应,若不加热或碱溶液浓度不够时只能够生成一水合氨,不会产生氨气,D错误。
9.答案　B
解析　醋酸易挥发,因此制取的CO2气体中含有醋酸,其会对实验产生干扰,应先除去醋酸,再将气体通入硅酸钠溶液中,A不符合题意;浓盐酸与高锰酸钾反应制取氯气,虽然氯气中含有氯化氢杂质,但是对氯气与碘化钾的反应没有影响,B符合题意;盐酸易挥发,制取的CO2气体中含有氯化氢杂质,而氯化氢能与碳酸钠反应生成氯化钠,因此应该先除去氯化氢杂质,再将气体通入饱和碳酸钠溶液中,C不符合题意;电石不纯,与水反应生成乙炔的同时,也能生成硫化氢、磷化氢等,硫化氢、磷化氢均能与酸性高锰酸钾溶液反应,因此应该先除杂再验证C2H2的还原性,故D不符合题意。
10.答案　B
解析　铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜,体现了硝酸的强氧化性和酸性,A错误;一段时间后抽出铜丝,向装置b中注入水,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,b中气体红棕色变浅,B正确;注入水后装置b中铜片表面产生气泡,Cu与稀硝酸反应生成NO气体,C错误;酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸,或和碱反应只生成一种盐和水的氧化物,NO和NO2均不是酸性氧化物,D错误。
11.答案　D
解析　NaClO3与盐酸发生反应生成有毒气体氯气,因此过程①中不能用盐酸作强酸性介质,A错误;过程①中NaClO3作氧化剂,Cl的化合价由+5降低为+4,SO2作还原剂,S的化合价由+4升高为+6,根据得失电子守恒可得,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1,B错误;在NaOH溶液中,ClO2与H2O2反应生成NaClO2,Cl的化合价由+4降低为+3,H2O2作还原剂,NaClO4为强氧化剂,不能代替H2O2,C错误;用原电池实现过程①,根据原电池工作原理,正极发生得电子的还原反应,电极反应式为Cl+e-+2H+===ClO2+H2O,D正确。
12.答案　B
解析　Fe为过渡金属,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,A正确;步骤③的反应环境呈碱性,正确的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2Fe+3Cl-+5H2O,B错误;步骤②中H2O2溶液能够将Fe2+氧化为Fe3+,NaClO同样具有强氧化性,若省去H2O2,NaClO可将Fe(OH)2氧化为Fe,C正确;步骤④中加入KCl固体,Na2FeO4能转化为K2FeO4,反应实质是生成了溶解度更小的K2FeO4沉淀,反应属于复分解反应,D正确。
13.答案　B
解析　①中干燥的红纸不褪色,②中湿润的红纸褪色,说明干燥的氯气没有漂白性,起漂白作用的是次氯酸,涉及的反应是Cl2+H2OHCl+HClO,A正确;②中湿润的红纸褪色,③中浸泡在饱和食盐水中的红纸几乎不褪色,说明氯气在饱和食盐水中几乎没有溶解,不能说明使红纸褪色的微粒是HClO,B错误;②中湿润的红纸逐渐褪色,Cl2+H2OHCl+HClO,溶液呈酸性,④中NaHCO3溶液调至中性(pH=7),红纸快速褪色,说明能使红纸褪色的微粒一定不是H+,C正确;④中反应为Cl2+HC===CO2↑+HClO+Cl-,②③中反应为Cl2+H2OHCl+HClO,但由于③中c(Cl-)浓度大,导致平衡逆向移动,所以次氯酸浓度;④>②>③,所以c(HClO)越大,漂白效果越好,D正确。
14.答案　C
解析　①中为铜单质与浓硝酸发生反应生成硝酸铜和二氧化氮,其化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故A正确;因为3NO2+H2O===2HNO3+NO,该反应的气体体积减小,试管内气体逐渐变为无色,压强减小,将水吸入试管,同时生成的硝酸继续和铜反应,所以铜表面产生气泡,溶液变蓝,故B正确;③中现象说明试管内气体含有NO,但NO2和水反应时会生成NO,所以无法证明铜与硝酸反应生成了NO,故C错误;试管内液体含有硝酸铜,滴加少量稀硫酸,则Cu2+、H+、N会继续反应,有NO气体产生,故D正确。
15.答案　B
解析　加入铜片的实验中,气体能使酸性KMnO4溶液褪色、使品红溶液褪色、不可燃,则该气体具有还原性、漂白性,则该气体是SO2,A正确;加入铝片的实验中,产生的气体能使酸性KMnO4溶液褪色、能与CuSO4溶液反应产生黑色沉淀,则该气体是H2S,硫化氢具有可燃性,但具有可燃性的气体不一定是硫化氢,B错误;加入锌片的实验中,产生的气体能使酸性KMnO4溶液和品红溶液褪色,则气体含SO2,但SO2不可燃,而锌片与浓硫酸反应的气体具有可燃性,则含有另一种气体,故生成的气体一定是混合气体,C正确;结合选项A、B、C的分析可知,金属与浓硫酸反应的还原产物与金属活动性强弱有关,D正确。
16.答案　(1)没有　Si+2H+===H2SiO3↓　(2)NO　ACD
(3)N4H+===I2+2H2O　(4)S
解析　(1)在该钠盐溶液中加入过量盐酸,产生气泡,溶液颜色变深,但仍澄清,则一定不含Si,因为过量的H+会与Si+2H+===H2SiO3↓,硅酸是白色沉淀。(2)~(4)溶液颜色变深,一定是生成了碘单质,故原溶液中一定含有I-、N,二者在酸性条件下发生反应6I-+8H++2N===3I2+2NO↑+4H2O,该溶液中除Cl-外,其他的阴离子的物质的量相等,且原溶液中的阴离子种类减少了3种,S具有还原性,其与N+2NO↑+H2O,因此原溶液中一定含有S,故原溶液中减少的3种阴离子为I-、N,这3种阴离子发生的总反应为4H+===I2+2H2O,原溶液中一定不含C。综上分析可知,除Cl-外原溶液中一定含有S,一定不含C。根据上述分析中发生的反应可知,生成的气体中一定有NO,它是一种无色无味、难溶于水的有毒气体,属于大气污染物,是不成盐氧化物,不能被NaOH溶液吸收。
17.答案　(1)K3、K5　打开分液漏斗的玻璃塞和K2,一段时间后关闭K2
打开K4　三颈烧瓶中有红棕色气体产生
(2)硝酸易挥发,NO2中混有HNO3
(3)取少量三颈烧瓶内溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液(或氯水),若紫红色(或黄绿色)褪去,证明含有HNO2(其他合理答案均可)
解析　(1)步骤①:打开K1和K3、K5,通入N2,将装置内的空气排尽,一段时间后关闭K1;步骤②:向锥形瓶中加入浓HNO3,其操作方法是打开分液漏斗的玻璃塞,同时打开K2;步骤③:证明三颈烧瓶中反应有NO生成,操作是打开K4,通过导气管向三颈烧瓶中通入O2,现象:三颈烧瓶中有红棕色气体生成。(2)甲同学认为步骤④的结论有缺陷,该同学的判断依据是浓硝酸具有挥发性,故传感器检测的N可能是挥发的硝酸电离产生的。(3)乙同学查阅资料得知反应后三颈烧瓶溶液中可能含有HNO2。证明HNO2存在的实验方案:取少量三颈烧瓶中的待测溶液,向其中滴加酸性高锰酸钾溶液,若溶液紫色褪去,说明其中含有HNO2。
18.答案　(1)A　D　B　C
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)Cl2O+H2O===2HClO　(4)增大接触面积,加快氯气的吸收速率　防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解
(5)除去Cl2O中的Cl2
解析　(1)A装置制备氯气,D装置吸收氯气中的氯化氢气体,与空气形成1∶3的混合气体通入B装置,与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O,C装置除去Cl2O中的Cl2,E装置中的水与Cl2O反应生成次氯酸溶液。(2)装置A中利用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气,反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(3)装置E中的水与Cl2O反应生成次氯酸溶液,反应的化学方程式是Cl2O+H2O===2HClO。(4)装置B中多孔球泡的作用是增大接触面积,加快氯气的吸收速率;由题可知Cl2O在42 ℃以上会分解生成Cl2和O2,故为防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解,装置B需放在冷水中。(5)Cl2O为极性分子,Cl2为非极性分子,根据相似相溶原理,氯气易溶于四氯化碳,装置C的作用是除去Cl2O中的Cl2。
19.答案　(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)SO2+2OH-===S+H2O　防止溶液倒吸　(3)100 mL容量瓶、胶头滴管　(4)当滴入最后半滴Na2C2O4标准溶液时,溶液恰好由浅紫色变为无色,且半分钟内不恢复原色　(5)74.7
解析　(1)装置A中发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑。(2)装置D中发生反应的离子方程式为SO2+2OH-===S+H2O,装置D中倒置的漏斗的作用是防止溶液倒吸。(3)配制100 mL 0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液所需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管。(4)滴定到终点时的实验现象是当滴入最后半滴Na2C2O4标准溶液时,溶液恰好由浅紫色变为无色,且半分钟内不恢复原色。(5)NOHSO4与KMnO4反应,过量的KMnO4用Na2C2O4标准溶液滴定,根据关系式:2KMnO4~5Na2C2O4,可得出n过量(KMnO4)=n(Na2C2O4)=×30.00×10-3 L×0.500 0 mol·L-1=0.006 000 mol,则与NOHSO4反应的KMnO4的物质的量为100.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1-0.006 000 mol=0.004 000 mol。然后根据关系式:2KMnO4~5NOHSO4,可得出n(NOHSO4)=n(KMnO4)=×0.004 000 mol=0.010 00 mol,产品中亚硝基硫酸的纯度=×100%≈74.7%。

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