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高一化学人教版（2019）必修二
第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元复习卷2（含答案）
一、单选题
1．N、Si、S是重要的非金属元素。下列有关说法正确的是( )
A.自然固氮是将转化为
B.硫单质在空气中燃烧得到，在纯氧中燃烧得到
C.普通陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成的
D.瓷坩埚和石英坩埚均能用于苛性钠的熔融操作
2．半导体工业有“从沙滩到用户”的行话，此过程中涉及的反应之一为。下列说法正确的是( )
A.该反应表明非金属性：C>Si
B.可用于制备光导纤维
C.Si常用于制备芯片、玻璃纤维
D.利用该反应可得到高纯度的Si单质
3．某化学兴趣小组用足量的铜与一定量的浓硝酸充分反应，得到0.3 mol 与NO的混合气体（不考虑的存在），这些气体与一定体积的混合后通入水中，恰好被完全吸收生成硝酸。该兴趣小组又向所得硝酸铜溶液中加100 mL 6 NaOH溶液，恰好沉淀完全。下列说法正确的是( )
A.参加反应的的物质的量是0.75 mol
B.消耗氧气的体积为3.36 L
C.此反应过程中转移了0.3 mol电子
D.混合气体中含0.15 mol NO
4．按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是( )
A.a中有化合反应发生，并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时，恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去
5．下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是( )
A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
B.反应和，是相互矛盾的，不可能都能发生
C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D.祖母绿的主要成分为，用氧化物形式表示为
6．为从粗食盐水中除去等离子，以制得精盐水，某同学设计如下方案。下列说法正确的是( )
A.A中主要有和，也可能有一些
B.②中加入过量溶液的主要目的是除去
C.D中只有这3种离子
D.③中发生的反应只有
7．Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究与反应产生沉淀的条件。下列判断错误的是( )
A.玻璃管的作用是连通大气，平衡压强
B.Y形管乙中产生的可能为氧化性气体
C.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水、NaOH固体
D.c、d两根导管都必须插入溶液中，保证气体与充分接触
8．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和的混合气体通入、和的混合溶液中回收S，其转化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.图示转化中化合价不变的元素只有铜，X是CuS
B.过程②中，每生成1 mol S，转移2 mol电子
C.该过程的总反应为
D.在转化过程中能循环利用的物质有、
9．Fe与不同浓度的硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的成分越多
B.Fe与反应分别生成等物质的量的和时，转移电子的数目之比为1：1
C.少量铁粉与足量的浓度为硝酸反应时，化学方程式为
D.用一定量的铁粉与足量的溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.20 mol
10．目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器，反应原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.NO是一种无色气体，不溶于水
B.NO转化为属于氮的固定
C.CO在该过程中发生氧化反应
D.该催化转化器的使用可以减少汽车尾气污染
11．磺酰氯（）是极易与水反应的无色发烟液体，沸点为69.1 ℃。实验室可通过放热反应制备（活性炭作催化剂），实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A.装置①中圆底烧瓶中的固体药品可能为、或
B.依据装置②、④中单位时间内的气泡数可调节和的流量
C.装置②中盛放饱和食盐水，除去HCl气体，装置③应置于冰水中
D.装置⑤中的浓硫酸可用质量分数为98.5%的硫酸溶液
12．如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是( )
A.在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
13．某小组探究的催化氧化，实验装置图如下（夹持装置已略）。③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析正确的是( )
A.②中能用替代
B.③、④中现象说明③中的反应是
C.④中白烟的主要成分是
D.反应结束后若⑤中溶液变蓝则溶液中一定只含有
14．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程如图：
下列说法正确的是( )
A.自然界中存在大量的单质硅
B.电弧炉中的反应为
C.还原炉中，理论上得到的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:3
D.（沸点31.5℃）中含有少量的（沸点57.6℃），通过蒸馏可提纯
二、实验题
15．实验、类比、推理是化学学习的重要方法。某课外活动小组根据Mg与的反应，用图甲所示装置探究Mg与的反应，并探究其产物成分。
（1）写出装置A中制备的化学方程式：__________________。
（2）装置B的作用之一是观察的生成速率，为保证实验的严谨性，其中的液体最好选择__________________（填序号）。
a.饱和溶液 b.饱和溶液
c.饱和溶液 d.浓硫酸
（3）补充装置D中的装置图并注明装置内选用的试剂。
（4）依据Mg与的反应，三位同学对Mg与反应的产物提出不同假设，并将装置C中玻璃管内的固体产物加入足量稀盐酸图乙所示装置a中的大试管内，进一步设计实验探究Mg与反应的产物，若固体产物只有两种，依据充分反应后的现象，完乙成下列表格：
假设 a中现象 b中现象
①__________________和S 固体不完全溶解，无气泡产生 溶液不褪色
②__________________和S 固体不完全溶解，且有气泡产生 溶液褪色
③MgO和MgS 固体完全溶解，且有气泡产生 __________________
16．二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。
（1）工业上用黄铁矿（主要成分为，其中硫元素为-1价）在高温条件下和氧气反应制备：，该反应中化合价升高的元素是________________（填元素符号）。当该反应转移2.75 mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________________ L。
（2）实验室中用下列装置测定被催化氧化为的转化率。（已知的熔点为16.8 ℃，假设气体进入装置时均被完全吸收，且忽略空气中的影响）
①简述使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓硫酸的操作：__________________。
②当停止通入，熄灭酒精灯后，需要继续通一段时间的氧气，其目的是__________________。
③实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g，则此条件下二氧化硫的转化率是__________________（用含字母的代数式表示，不用化简）。
（3）某学习小组设计了如图所示装置来验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为__________________
②为验证二氧化硫的还原性，反应一段时间后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验。
方案Ⅰ：向第一份溶液中加入溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液中加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入溶液，产生白色沉淀
上述方案合理的是__________________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子方程式为__________________。
三、填空题
17．某课外兴趣小组的同学向溶液中滴加盐酸，预计会生成胶体，用激光笔照射会出现“丁达尔现象”。但令人意想不到的是，试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡，为什么会出现这种现象呢？甲、乙两同学进行了大胆的推测。另外该小组同学查阅资料得知碳酸的酸性比硅酸的强。
a.甲同学推测生成了硅酸胶体，造成HCl在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出；
b.乙同学咨询了实验员得知这瓶溶液已经放置很长一段时间，他推测溶液可能已经变质，故导致以上现象的出现。
（1）请设计一个简单的实验验证甲同学的推测是否正确：________________。
（2）乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液，用激光笔照射，发现有光柱出现，说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有________________生成，产生的气体可能是________________。
（3）在（2）之后，乙同学又做了两个实验进行验证：
Ⅰ.取少量该瓶溶液，向其中滴加________________，并检验产生的气体。检验该气体的常用方法是________________。
Ⅱ.取硅酸钠固体，配成饱和溶液，现配现用，滴入盐酸，观察现象。
（4）通过以上实验，证明了乙同学推测正确，请写出其推测中相应反应的化学方程式：________________、________________。
18．氮氧化物的污染一直是全球性问题，按要求回答问题。
Ⅰ.下图中的甲、乙、丙三种装置均可作为验证铜和浓硝酸反应的装置。
（1）甲、乙、丙三个装置中都发生的反应的化学方程式为____________。
（2）和甲装置相比，乙装置的优点是
①____________；
②____________。
（3）为了进一步验证和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞____________，再打开活塞____________，才能使气体充满试管②；当气体充满试管②后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管②，应该____________。
Ⅱ.NSR技术是一种新颖的尾气治理技术，也称储存还原法。的储存和还原在不同时段交替进行，如图丁所示。
（4）通过BaO和的相互转化实现的储存和还原，储存的物质是______________。
（5）用模拟尾气中还原性气体研究了的催化还原过程，该过程分两步进行，图戊表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的与的物质的量之比是______________。
（6）还原过程中，有时会产生笑气（），用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下，与以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是，另外还有生成。写出该反应的化学方程式：______________。
参考答案
1．答案：C
解析：自然固氮包括在闪电作用下转化为NO和在微生物作用下转化为及铵盐，并非全转化为，A项错误；硫单质在空气或纯氧中燃烧均生成，B项错误；普通陶瓷属于硅酸盐材料，以黏土为主要原料，经高温烧结制成，C项正确；瓷坩埚和石英坩埚中均含，会与熔融反应，D项错误。
2．答案：B
解析：该反应中，C元素的化合价升高，Si元素的化合价降低，失电子能力C>Si，故该反应不能表明非金属性C>Si，A错误；Si常用于制备芯片，玻璃纤维的主要成分是等，C错误；利用该反应可制得粗硅，不能得到高纯度的Si单质，D错误。
3．答案：D
解析：，，根据氮原子守恒，参加反应的的物质的量应为，A项错误；由上述分析可知，整个过程转移电子的物质的量为0.6 mol，则得到电子的物质的量为0.6 mol，1 mol 得4 mol电子，所以，但未指明所处的状况，不能得出氧气的体积为3.36 L，B项错误；由上述分析可知，C项错误；设混合气体中NO的物质的量为x mol，的物质的量为y mol，则，解得，月所以混合气体中含0.15 mol NO，D项正确。
4．答案：C
解析：a中铜与稀硝酸发生反应：，反应生成的NO极易与空气中的发生反应：，因此a中有化合反应发生，且溶液由无色变为蓝色、气体由无色变为红棕色，A正确；b中气体变为红棕色时，b中一定存在，且存在平衡：，则b中也一定存在，所以b中所含氮氧化物至少有两种，B正确；b中的进入c中，与水发生反应：，反应生成的与溶液发生反应：，因为酚酞呈粉红色的pH范围为8.2~10.0，所以当溶液红色刚好褪去时，溶液pH约为8.2，呈弱碱性，溶液呈中性，则此时溶液中还有剩余的未反应，C错误；若将a中的稀硝酸换成浓硫酸并加热，则a中发生反应：，反应生成的进入c中遇水生成，酸性：，则足量时，发生反应：，即溶液中溶质为，电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，故c中溶液颜色会褪去，D正确。
5．答案：D
解析：硅酸钠本身是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结，A错误；两个反应的反应条件不同，第一个反应是在溶液中进行，相对强的酸可以制取相对弱的酸，而高温条件下，是气体，逸出反应体系，能促使第二个反应发生，两个反应都能发生，B错误；石英玻璃的主要成分为，属于氧化物，不属于硅酸盐，C错误。
6．答案：A
解析：加入过量溶液，与反应生成沉淀，与反应生成沉淀，的溶解度较小，与反应也会生成少量沉淀，A正确；B中主要含有的离子是等，加入过量溶液的主要目的是除去，B错误；B中溶液呈碱性，加入过量溶液后，溶液仍显碱性，故D中除了含有外，一定还含有，C错误；由C项分析知，③中发生的反应还有，D错误。
7．答案：D
解析：玻璃管的作用是连通大气，平衡压强，以便左右两边产生的气体顺利导入，A项正确；根据以上分析可知Y形管乙中产生的可能为氧化性气体，将硫元素从+4价氧化为+6价，B项正确；根据上述分析知乙中产生的可能是碱性气体，所以e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水、固体，产生碱性气体氨气，C项正确；如果乙中产生的是氨气，氨气极易溶于水，为防止倒吸，不能插入溶液中，D项错误。
8．答案：A
解析：根据题图，转化过程中，化合价不变的元素有Cu、Cl、H，A错误；过程②发生的反应为，每生成1 mol S，转移2 mol电子，B正确；根据题图可知，该过程为和在催化剂作用下生成硫和水，即总反应为，C正确；根据题图，在转化过程中能循环利用的物质有、，D正确。
9．答案：D
解析：由图可知，当时，随着硝酸浓度逐渐增大，产物中的相对含量逐渐增大，故硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的成分越多，A正确。假设Fe与反应分别生成和，转移电子的物质的量分别为8 mol、8 mol，故转移电子数目之比为1：1，B正确。由图可知，少量铁粉与足量的浓度为溶液反应时，还原产物是等物质的量的、NO，氧化产物是，由得失电子守恒和原子守恒，可写出该反应的化学方程式为，C正确。由图可知，当硝酸浓度为9.75mol·L-1时，还原产物是NO、、，用一定量的铁粉与足量的溶液反应得到标准状况下气体2.24 L（即0.10 mol），部分硝酸被还原，部分硝酸生成，若还原产物全是NO，由得失电子守恒知，参加反应的，若还原产物全是，参加反应的，若还原产物全是，参加反应的，故参加反应的，D错误。
10．答案：B
解析：NO是一种无色且不溶于水的气体，A正确；氮的固定是将游离态的氮（即氮气）转化为含氮化合物，图中汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下反应生成和，不属于氮的固定，B错误；CO在该过程中转化为，碳元素的化合价由+2价升至+4价，CO发生氧化反应，C正确；催化转化器将有害的CO和NO转化为无害的和，有利于减少汽车尾气污染，D正确。
11．答案：B
解析：二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需在加热条件下进行，A项错误；可通过观察装置②、④中单位时间内的气泡数来调节和的流量，B项正确；氯化氢对的制备无影响，装置②中应盛装浓硫酸，用于除去中的水，的沸点为69.1 ℃，故装置③应置于冰水中，C项错误；质量分数为98.5%的浓硫酸中，硫酸主要以分子形式存在，浓度小，装置⑤中的浓硫酸为质量分数为70%的硫酸溶液，D项错误。
12．答案：A
解析：水溶液显酸性，在氨水（碱性）中加入固体会使溶液pH降低，A错误；（D）可溶于水，属于重金属盐，有毒，B正确；（F）溶于水会形成硝酸型酸雨，C正确；常温下，Fe遇浓硝酸会钝化，故可用铁制容器盛装浓硝酸，D正确。
13．答案：B
解析：是氧化性铵盐，加热时低温生成和，随着温度升高，硝酸的强氧化性发挥作用使生成的被氧化生成氮气和氮的氧化物，所以不能用和反应制氨气，故A错误；由分析可知，③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体、一段时间后产生白烟，说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为，故B正确；由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，故C错误；由分析可知，一段时间后，装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成硝酸铜，溶液中还可能存在，故D错误。
14．答案：D
解析：A项，硅在自然界中主要以化合态形式存在，错误；B项，电弧炉中反应的化学方程式为，错误；C项，还原炉中发生的反应为，氧化产物为HCl，还原产物为Si，氧化产物与还原产物的物质的量之比不是1:3，错误；D项，（沸点31.5℃）和（沸点57.6℃）的沸点有一定差距，可通过蒸馏提纯，正确。
15．答案：（1）
（2）d
（3）
（4）；溶液不褪色
解析：装置A中制备二氧化硫气体，经装置B干燥后进入装置C中与镁发生反应，该反应要防止水、二氧化碳的干扰，因此装置D中装有碱石灰，既能吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，又能防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C。
（1）装置A中浓硫酸与亚硫酸钠反应制取，化学方程式为。
（2）进入装置C的二氧化硫必须纯净干燥，只有浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化硫反应，故装置B中的液体最好选择浓硫酸。
（3）根据分析可知，装置D中的试剂为碱石灰，装置图见答案。
（4）依据Mg与的反应：，推测Mg与SO 反应的产物。固体产物只有两种，则可能为MgO和S，氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，硫不与盐酸反应，也不溶于盐酸，因此加盐酸的实验现象为固体不完全溶解，无气泡产生，b中溶液不褪色，即假设①；氧化镁是碱性氧化物，二氧化硫是酸性氧化物，加热时两者能反应生成亚硫酸镁，则固体产物也可能为和S，与盐酸反应生成氯化镁、二氧化硫和水，硫不与盐酸反应，也不溶于盐酸，因此加盐酸的实验现象为固体不完全溶解，有气泡产生，气体能使品红溶液褪色，即假设②；金属镁和非金属单质硫可反应生成硫化镁，则固体产物可能为MgO和MgS，硫化镁能和盐酸反应生成氯化镁和硫化氢气体，固体加盐酸的实验现象为固体完全溶解，有气泡产生，气体不能使品红溶液褪色，即假设③。
16．答案：（1）Fe、S；11.2
（2）①打开分液漏斗上部的活塞，再打开分液漏斗的活塞，缓慢滴加
②使残留在装置中的和被充分吸收
③
（3）①试管a中出现黄色浑浊
②Ⅲ；
解析：（1）反应中铁元素和硫元素的化合价均升高，反应中氧气全部作氧化剂，11 mol氧气参加反应生成8 mol二氧化硫气体时转移44 mol电子，故转移2.75 mol电子时生成的二氧化硫气体在标准状况下的体积为。
（2）②对于定量测定实验，除了要排除空气、水蒸气等的干扰，还要将产物以及未反应的全部驱赶至吸收装置以进行准确测量或称量，故反应停止后还要继续通入一段时间的氧气。③装置D增加的质量为的质量，装置E中沉淀为，根据硫元素守恒可知，被氧化的的物质的量为 mol，未被氧化的的物质的量为 mol，故二氧化硫的转化率有。
（3）①能将氧化，生成硫单质。②方案Ⅰ，氯水中加入溶液也可得到白色沉淀；方案Ⅱ，二氧化硫和氯水均可使品红溶液褪色；方案Ⅲ，产生白色沉淀可证明与发生了氧化还原反应。
17．答案：（1）向饱和氯化氢溶液中加入硅酸胶体，观察有无气泡产生，若有气泡，则甲同学推测正确（其他合理答案也可）
（2）硅酸；
（3）稀盐酸（或其他合理答案）；将气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊
（4）；
解析：（1）甲同学的推测是生成了硅酸胶体，造成HCl在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出，故在验证时可以向饱和氯化氢溶液中加入硅酸胶体，若甲同学推测正确，则会有气泡生成，反之说明甲同学的推测不正确。
（2）用激光笔照射，发现有光柱出现，这是丁达尔现象，属于胶体的特性，久置的硅酸钠溶液会发生变质生成硅酸胶体。硅酸钠溶液在空气中变质可能是因为与二氧化碳发生了反应，生成硅酸和碳酸钠，当滴加盐酸时，盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，因此产生的气体可能是二氧化碳。
（3）取少量该瓶溶液，向其中滴加稀盐酸，将产生的气体通入澄清的石灰水，观察石灰水是否变浑浊，若澄清石灰水变浑浊，则证明产生的气体为二氧化碳。
（4）硅酸钠溶液中发生友应：，当加入稀盐酸时，碳酸钠与稀盐酸发生反应生成二氧化碳气体：。
18．答案：（1）
（2）①可以通过上下移动铜丝来控制反应的发生与停止；②可吸收气体，防止污染环境
（3）c；a、b；先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管；②一段时间后松开
（4）BaO（5）8：1
（6）
解析：装置甲中，铜片与浓硝酸在敞口试管内发生反应，生成的直接扩散到大气中；装置乙中，铜丝可以上下移动，向上移动铜丝至与浓硝酸脱离，反应停止，向下移动铜丝至铜丝与浓硝酸接触，反应发生，生成的用NaOH溶液吸收，可以防止污染环境；装置丙中，生成的收集在试管内，可以探究在水中的溶解性。
（1）甲、乙、丙三个装置中，都发生的反应为Cu与浓硝酸的反应，化学方程式为。
（2）由分析可知，和甲装置相比，乙装置的优点是①可以通过上下移动铜丝来控制反应的发生与停止；②可吸收气体，防止污染环境。
（3）实验时，若让气体进入试管，需将试管内的空气排出，所以先关闭活塞c，再打开活塞a、b，才能使气体充满试管②；当气体充满试管②后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管②，需让试管②内的压强减小，所以应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管②，试管②中气体受热膨胀进入烧杯中，松开手后，试管②中气压减小，烧杯中水进入试管②。
（4）由图丁可知，NO和O2反应生成，BaO与、反应生成，则储存的物质是BaO。
（5）第一步反应为，则消耗的与的物质的量之比是8：1。
（6）在有氧条件下，与以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是，根据N元素守恒可知，与以1：1的比例发生反应，则该反应的化学方程式为。

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