第5章 化工生产中的重要非金属元素(含解析)高中化学人教版(2019)必修第二册单元检测

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第5章 化工生产中的重要非金属元素(含解析)高中化学人教版(2019)必修第二册单元检测

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第五章检测卷
(化工生产中的重要非金属元素)
一、 选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项,只有一项最符合题意)
1.实验室检验S需要用到以下试剂中的(  )
①氯化钡溶液 ②盐酸 ③澄清石灰水
A.① B.①③
C.①②③ D.①②
2.常温下,下列有关SO2的说法正确的是(  )
A.为红棕色气体 B.摩尔质量为64
C.密度比空气小 D.具有还原性
3.下列化合物不能由单质直接化合生成的是(  )
A.SO3 B.FeS
C.Cu2S D.CuCl2
4.随着“5G”时代的逐渐到来,以光导纤维为基础的信息高速通道更显重要。制造光导纤维的主要原料是(  )
A.晶体硅 B.二氧化硅
C.铜合金 D.不锈钢
5.下列有关酸雨的说法不正确的是(  )
A.汽车尾气是导致酸雨的原因之一
B.酸雨会使土壤、湖泊酸化
C.酸雨形成过程中不涉及氧化还原反应
D.燃煤中加入生石灰是防治酸雨的方法之一
6.下列说法错误的是(  )
A.SO2具有漂白性,但不可用于杀菌、消毒
B.SO2可用作葡萄酒中的食品添加剂
C.实验室常将硫黄撒在汞的表面以除去不慎洒落的汞
D.BaSO4难溶于水和盐酸,可用作消化系统X射线检查的内服药剂
7.下列关于含氮物质的叙述正确的是(  )
A.NO在空气中被氧化成NO2属于氮的固定
B.浓硝酸呈黄色的原因是因为浓硝酸分解产生NO2溶于硝酸中
C.N2的化学性质不活泼,是因为N的非金属性比O弱
D.可用铁槽车运输浓硝酸,是因为常温下浓硝酸与Fe不发生反应
8.部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.a的氧化或还原均可实现氮的固定
B.b是红棕色气体,b常温下可转化为c
C.常温下d的浓溶液可保存在铝制容器中
D.e表示的物质可能是一种复合肥料
9.将6.4 g铜投入30 mL一定浓度的硝酸中,恰好完全反应,产生标准状况下的NO和NO2混合气体共2.24 L。下列叙述正确的是(  )
A.反应中铜失去0.1mol电子 B.作氧化剂的硝酸为0.1mol
C.NO体积为0.56 L D.原硝酸浓度0.3mol/L
10.在粗盐中除泥沙外,还含Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,工业制精盐除杂时,常常加入过量的除杂剂,现提供下列试剂:NaOH溶液、盐酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液。则加入试剂和操作不正确的是(  )
A.粗盐粗盐水滤液精盐
B.粗盐粗盐水滤液精盐
C.粗盐粗盐水滤液精盐
D.粗盐粗盐水滤液精盐
11.下列反应的离子方程式书写正确的是(  )
A.足量SO2气体与少量NaOH 溶液反应: SO2 + 2OH-=== S+ H2O
B.实验室用铜与浓硝酸反应制NO2 气体: Cu + 2N+ 4H+ ===Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O
C.NH4Cl固体与固体烧碱混合共热:N+ OH- NH3↑ + H2O
D.AlCl3溶液中加入足量氨水:Al3++3OH- ===Al(OH)3 ↓
12.下列几种气体(括号内为溶剂或反应物溶液)按如图所示装置进行实验,不能看到喷泉现象的是(  )
A.HCl(H2O) B.CO2(H2O)
C.SO2(NaOH溶液) D.NH3(KCl溶液)
13.将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~c为贴在玻璃棒上浸有相应试液的试纸)所示实验。下列说法正确的是(  )
A.铜与浓硫酸反应,只体现浓硫酸的强氧化性
B.为验证SO2的氧化性,试剂X可选用Na2S
C.品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明SO2具有氧化性
D.a、c两处均可观察到褪色现象
14.下列实验室制取NH3并进行干燥、收集、验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验目的的是(  )
A.制取NH3 B.干燥NH3
C.收集NH3并验满 D.吸收多余NH3
15.下列有关离子检验的操作、现象及结论均正确的是(  )
A.用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
B.向某溶液中加入NaOH溶液后加热,用湿润的无色酚酞试纸靠近试管口,呈红色,则该溶液中一定有N
C.向无色溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀出现,则该溶液中一定含有S
D.向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有C
16.下列实验过程始终无明显现象的是(  )
A.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
B.NO2通入KI溶液中
C.CO2通入CaCl2溶液中
D.SO2通入H2S溶液中
二、 非选择题(本题包括4题,共52分)
17.治理氮氧化物(NOx)的污染是化学研究的重要课题之一,某研究性小组设计了如下所示装置图探究NO与炽热的铁粉反应。回答下列问题:
已知:NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化成N。
(1) 装置A中盛放浓硝酸的仪器名称为__________,直角导管c的作用为______________________________。
(2) 实验前,要先通一段时间氮气,其目的是______________________________。
(3) 写出装置A中反应的离子方程式:______________________________。
(4) 装置B中试剂为__________(填化学式),其目的是______________________________。
(5) 实验过程中,装置E中溶液颜色变浅,写出装置E中发生反应的离子方程式:______________________________。
(6) 有同学发现装置A中溶液呈绿色,而不显蓝色;甲同学认为是该溶液中硝酸铜质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液溶解了生成的气体所致,丙同学设计方案来判断哪位同学的推测合理。下列方案不可行的是________(填字母)。
A.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
B.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
C.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
D.适当加热该绿色溶液,观察颜色变化
18.研究氮及其化合物的性质,对有效改善人类的生存环境具有重要意义。物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度,氮元素价类二维图如图所示。根据图示回答下列问题:
(1) 下列变化属于“氮的固定”的是________(填字母)。
A.植物从土壤中吸收氮肥
B.硝酸和氨气反应生成氮肥
C.将空气中的氮气转变为氮的化合物
D.大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质
(2) 从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断,图中既有氧化性又有还原性的含氮化合物有____________。
(3) 用化学方程式说明浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中的原因:____________________________。
(4) 硝酸与某些物质反应,不仅可被还原为NO2或NO,浓度更低时硝酸还可以被还原为N2O、N2或NH4NO3等,将下列3种物质:FeSO4、Fe和Fe2分别填入下面对应的横线上,并配平该反应的化学方程式:______HNO3+_______===________+________+____NO↑+____H2O
(5) 将64 g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9 mol,这些气体恰好能被650 mL 2 mol/L NaOH溶液完全吸收,生成NaNO3和NaNO2的混合溶液,其中生成的NaNO3的物质的量为________mol(已知2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O)。
(6) 某同学在实验室制备氨气,准备如图所示的装置。
A B
C D
E F
A为实验室制取氨气的发生装置,反应的化学方程式为______________________________。
欲收集一瓶干燥的氨气,挑选出上图中的适当装置,其连接顺序为发生装置m→________________(按气流方向,用小写字母表示)。
19.工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体流程如图所示。
(1) “焙烧”时CuS转化为CuO和SO2,反应的化学方程式为______________________________。
(2) “酸化”步骤反应的离子方程式为__________________________________________。
(3) “过滤”所得滤液中溶质的主要成分为______________________。
(4) 溶液A为稀硫酸,加入A进行“淘洗”目的是__________________________________。
(5)“反应”一步中若不加10% H2O2,只用浓硝酸,随着反应的进行,容器内持续出现大量红棕色气体NO2,写出该反应的离子方程式:__________________________________。
(6) 大量排放SO2造成酸雨等环境问题,工业上用双脱硫法处理废气,过程如图所示。其中可循环使用的试剂是________,写出双碱法脱硫法的总反应:______________________________。
20.某校化学兴趣小组的学生,分成两组对酸雨及空气中二氧化硫的含量进行了测试。
Ⅰ.第一组,取刚降到地面的酸雨水样,进行了如下实验:向雨水试样中滴加氯化钡溶液,有白色浑浊出现。每隔一段时间测定溶液的酸性,发现溶液酸性逐渐增强。
(1) 出现白色浑浊的离子方程式为__________________________________________。
(2) 溶液酸性逐渐增强,可能的原因是(用化学方程式表示):__________________________。
Ⅱ.第二组,用如图装置定量分析空气中SO2的含量:
(3) 通入空气前应进行的实验操作是______________________。酸性KMnO4溶液中导管末端做成球状多孔结构的作用是____________________________________。
(4) 随着空气的不断通入,酸性KMnO4溶液颜色逐渐变浅直至褪色,写出该反应的离子方程式:__________________________________________,说明SO2具有________性。
(5) 若实验中气体流速为a L/min,酸性KMnO4溶液的体积为b L,其浓度为c mol/L,从气体通入紫色恰好褪去,用时5 min。则此次取样处的空气中二氧化硫含量为________g/L。
第五章检测卷
(化工生产中的重要非金属元素)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D D A B C A B B
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
答案 B D B B B D B C
1.D 解析:检验S,应先加入盐酸,排除C等的干扰,然后再加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,所以用到的试剂是氯化钡溶液和盐酸,故选D。
2.D
3.A 解析:硫和氧气反应:S+O2SO2,三氧化硫不能由单质直接化合生成,故选A。
4.B 解析:二氧化硅具有良好的光学特性,制造光导纤维的主要原料为二氧化硅,故选B。
5.C 解析:SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3被氧化为硫酸、NO2溶于水生成硝酸均属于氧化还原反应,因此酸雨形成中涉及氧化还原反应,C错误。
6.A 解析:SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆,在葡萄酒酿制过程中,添加适量的SO2可以起到杀菌作用,A错误。
7.B 解析:氮的固定为游离态氮气单质转化为化合态氮,NO在空气中被氧化成NO2不属于氮的固定,A错误;浓硝酸呈黄色的原因是因为浓硝酸分解产生NO2溶于硝酸中,B正确;N2的化学性质不活泼,是因为两个氮原子以氮氮三键结合,氮氮三键键能大,C错误;可用铁槽车运输浓硝酸,是因为浓硝酸与Fe常温下会钝化,D错误。
8.B 解析:由图可知,a为N2,b为NO,c为NO2,d为HNO3,e为硝酸盐。NO是无色气体,B错误。
9.B 解析:反应中Cu被氧化为Cu2+,0.1mol Cu失去电子的物质的量为0.2mol,A错误;作氧化剂的硝酸转化为NO和NO2,标准状况下的NO和NO2混合气体共2.24 L,即0.1mol,根据氮原子守恒可知,作氧化剂的硝酸也为0.1mol,B正确;设NO和NO2的物质的量分别为x、y,x+y=0.1mol,根据得失电子守恒,3x+y=0.2 mol,解得x=y=0.05mol,NO体积为0.05mol×22.4 L/mol=1.12 L,C错误;根据原子守恒,消耗的硝酸的总物质的量=起氧化剂作用的硝酸的物质的量(还原产物的总物质的量)+起酸性作用的硝酸的物质的量(生成盐中的硝酸根离子的物质的量),故有n(HNO3)=n(NO)+n(NO2)+2n[Cu(NO3)2]=(0.1+0.2)mol=0.3mol,V=30 mL,则c(HNO3)==10mol/L,D错误。
10.D 解析:粗盐中含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,加氯化钡溶液除去S,加NaOH溶液除去Mg2+,加碳酸钠溶液除去Ca2+及过量的Ba2+,故加入碳酸钠溶液一定在加入氯化钡溶液之后,过滤后,加盐酸即可,D错误。
11.B 解析:足量SO2气体与少量NaOH溶液反应生成亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为SO2+OH-===,A错误;NH4Cl固体与固体烧碱混合共热生成氯化钠、氨气和水,为固体间的反应,非水溶液中进行,不写离子方程式,C错误;AlCl3溶液中加入足量氨水,反应生成氢氧化铝和氯化铵,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N,D错误。
12.B 解析:HCl极易溶于水,使瓶内气压减小,可产生大的压强差形成喷泉,A不选;CO2在水中溶解性弱,不能产生大的压强差,则不能形成喷泉,B选;SO2与氢氧化钠反应,使瓶内气压减小,可产生大的压强差形成喷泉,C不选;氨气极易溶于KCl溶液,可产生大的压强差形成喷泉,D不选。
13.B 解析:铜与热的浓硫酸反应,生成SO2和CuSO4,浓硫酸体现氧化性和酸性,A错误;试剂X可选用Na2S,二者反应生成淡黄色的硫单质,据此现象可证明SO2的氧化性,B正确;品红溶液褪色,加热后恢复原色,说明SO2具有漂白性,C错误;SO2只能使紫色石蕊溶液变红,但不能褪色,D错误。
14.D 解析:氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢,在试管口遇冷又化合生成氯化铵,不能得到氨气,A错误;浓硫酸与氨气反应,不能干燥氨气,B错误;由于氨气密度小于空气,导管应伸入试管底部进行收集,C错误;氨气极易溶于水,易发生倒吸现象,用倒置的漏斗进行防倒吸,D正确。
15.B 解析:火焰呈黄色,说明溶液中含有钠元素,不一定是钠盐溶液,还可能是氢氧化钠溶液等,A错误;某溶液中加入NaOH溶液后加热,用湿润的无色酚酞试纸靠近试管口,呈红色,说明产生的气体为氨气,则该溶液中一定有N,B正确;向无色溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀出现,则该溶液中可能含有S或Ag+等,C错误;向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体可能为二氧化碳或二氧化硫,则该溶液中可能含有C、HC、S、HS,D错误。
16.C 解析:酸性环境下,N能将SO2氧化为S,自身被还原为NO,因此该实验的现象为产生无色气体,接触空气后立即变为红棕色,且有白色沉淀生成,A不选;NO2通入KI溶液中发生的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO、8HNO3+6KI===6KNO3+3I2+4H2O+2NO↑,因此该实验现象是溶液变为黄色且有无色气体产生,该气体接触空气即变红棕色,B不选;CO2通入CaCl2溶液中没有明显现象,C选;SO2通入H2S溶液中发生反应的化学方程式为SO2+2H2S===3S↓+2H2O,因此该实验现象为溶液变浑浊,D不选。
17.(1) 分液漏斗 维持装置内压强平衡,使浓硝酸能顺利流下 (2) 将装置中的空气排净
(3) Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
(4) H2O 将生成的NO2转化为NO
(5) 3Mn+5NO+4H+===3Mn2++5N+2H2O
(6) C
解析:(6) 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,若饱和溶液变为绿色,则乙同学的观点正确,该方案可行,A错误;向该绿色溶液中通入氮气,降低气体的溶解度,使溶解在其中的气体逸出,观察颜色变化,可判断乙同学的观点是否正确,该方案可行,B错误;加水稀释绿色溶液,溶液中铜离子浓度降低,同时二氧化氮和水反应,不能证明颜色变化的原因,该方案不可行,C正确;适当加热该绿色溶液,可以降低气体的溶解度,使溶解在其中的气体逸出,观察颜色变化,可判断乙同学的观点是否正确,该方案可行,D错误。
18.(1) C (2) NO和NO2
(3) 4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑
(4) 4 3FeSO4 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 1 2
(5) 0.3 (6) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O dcfei
解析:(5) Cu与HNO3反应生成的氮的氧化物被NaOH溶液完全吸收转化为NaNO2和NaNO3,即在整个反应过程中Cu变为Cu2+失去电子的物质的量与变为时得到电子的物质的量相等,64 g Cu的物质的量n(Cu)==1 mol,650 mL、2 mol/L NaOH溶液中含有溶质的物质的量为n(NaOH)=2 mol/L×0.65 L=1.3 mol,所以根据电子得失守恒可知n()==1 mol;则根据Na原子守恒可得n(NaNO3)=n(NaOH)-n(NaNO2)=1.3 mol-1 mol=0.3 mol。
19.(1) 2CuS+3O22CuO+2SO2 (2) CuO+2H+Cu2++H2O (3) FeSO4 (4) 除去过量的Fe
(5) Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O
(6) NaOH 2SO2+2Ca(OH)2+O2===2CaSO4+2H2O
20.(1) Ba2++S===BaSO4↓ (2) 2SO2+2H2O+O2===2H2SO4 (3) 检验装置的气密性 增大了接触面积,有利于SO2被充分吸收 (4) 5SO2+2Mn+2H2O===5S+2Mn2++4H+ 还原 (5)
解析:(5) 二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,反应的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O===5S+2Mn2++4H+,由题意可知,气体体积为a L/min×5 min=5a L,高锰酸钾的物质的量为c mol/L×b L=bc mol,由离子方程式可知,被吸收的SO2物质的量为bc mol,则空气中二氧化硫含量为=g/L。
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