资源简介

同步练习3　化工生产中物质性质及应用
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2025·武汉高一检测)航天科技的发展与化学密切相关。2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道。下列说法错误的是(　　)
A.碳化硅(SiC)可用作宇宙飞船的耐热材料
B.肼(N2H4)可作火箭燃料，可用NO2作氧化剂
C.二氧化硅可用作航天器太阳能电池板的材料
D.电解水产生氧气是宇航员供氧的主要来源
2.(2025·深圳高一期中)《厉害了，我的国》展示了中国探索太空，建设世界一流的高铁、桥梁、码头，5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。这些成就都与化学有着密切的联系。下列说法正确的是(　　)
A.5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应
B.“神舟十六号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷(碳化硅)是金属材料
C.用来生产计算机芯片的材料在自然界中以游离态和化合态两种形式存在
D.碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管和石墨烯等
3.(2025·合肥高一期中)下列说法正确的有(　　)
①燃煤中添加CaO可以减少SO2和温室气体的排放　②二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒的食品添加剂　③液氨汽化时吸热，可用作制冷剂　④加入Ba溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有S存在　⑤单质硫易溶于CS2，实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管　⑥足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+　⑦二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属于两性氧化物　⑧陶瓷、普通玻璃、水泥、金刚砂(SiC)都属于硅酸盐材料
A.①③⑤ B.②③⑤
C.④⑥⑧ D.⑤⑥⑦
4.(2025·天津高一期中)下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　)
A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B.常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C.SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸
D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸
5.下列化学方程式书写正确的是(　　)
A.工业制硫酸第二步反应：2SO2＋O22SO3
B.氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO2＋6H2O
C.粗硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑
D.铜和浓硝酸：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
6.(2025·山东邹城高一期中)下列关于硅单质及其化合物的说法错误的是(　　)
A.水玻璃可以作为黏合剂、木材防腐剂
B.常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应
C.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
D.SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维
7.化学是研究物质及其变化的科学。通常条件下，下列各组物质按右图所示转化关系每一步都能一步实现的是(　　)
选项 甲 乙 丙 丁
A FeCl3 FeCl2 Fe2O3 Fe(OH)3
B Si Na2SiO3 SiO2 SiF4
C NO HNO3 NO2 NH3
D Cu CuO CuSO4 CuCl2
8.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　)
A.X可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ中Y的生成可用SiO2与水反应代替
C.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行
9.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，属于“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
下列说法正确的是(　　)
A.步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2
B.步骤①②③中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子
C.制备流程中SiO2体现还原性
D.SiHCl3(沸点为31.8 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
10.亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　)
方案设计 现象和结论
A 先加入少量KClO3溶液，再加AgNO3溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
B 加到少量KMnO4溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量FeCl2溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量Na2SO3溶液，再加入BaCl2溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
11.白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如图所示。
已知：H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是(　　)
A.“气体”中可能有CO2、NO2、NO
B.该流程用到两步过滤操作
C.物质a可循环利用
D.“反应W”为非氧化还原反应
12.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列对该实验描述错误的是(　　)
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.装置J收集的气体中不含NO
C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
13.工业上利用废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO)制备MnSO4的流程如图所示：
已知反应Ⅰ中生成Fe2+、Mn2+、 S等。下列说法不正确的是(　　)
A.酸浸时适当升高温度或加速搅拌都可加快酸浸反应速率
B.反应Ⅰ中每消耗60 g FeS2，转移1 mol电子
C.滤液中主要存在的阳离子有 Mg2+、 K+、Mn2+、 H+
D.反应Ⅱ的离子方程式为MnO2＋2Fe2+＋4H+===2Fe3+＋Mn2+＋2H2O
14.某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图(夹持装置已省略)如图。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。下列分析不正确的是(　　)
A.③、④中现象说明③中的反应是 4NH3＋5O24NO＋6H2O
B.若②中只有NH4Cl不能制备NH3
C.④中白烟的主要成分是NH4Cl
D.一段时间后，⑤中溶液可能变蓝
15.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。将一定量废气通入足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的N、N两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x[x＝]的变化关系如图所示。
已知溶液中可发生以下两个反应：
①NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2；
②2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
下列说法正确的是(　　)
A.图中a曲线表示N
B.随x值增大，溶液中n(N)＋n(N)增大
C.若测得所得溶液中n(N)为0.5 mol，则x值为0.75
D.x＝0.6时，反应中可收集到标准状况下44.8 L CO2
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(14分)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是　　　　　　　。
(2)装置B的作用是　　　　　　　　。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为　　　　　　、　　　　　　，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)该装置的缺点是　　　　　　　　。
(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取36 g SiO2和16.8 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体26.88 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为　　　　。
17.(12分)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1 000 ℃~1 100 ℃反应制得纯硅。
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是浓硫酸。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是　　　　　　　　　　　　。
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为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气。
④(4分)为鉴定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是　　　　(填字母)。
a.碘水　b.氯水　c.NaOH溶液　d.KSCN溶液　e.Na2SO3溶液
18.(14分)(2025·山东金乡高一期中)(一)实验室拟用单质Mg与N2制备Mg3N2，实验装置如图所示(部分加热及夹持装置省略)。
已知：Mg＋2NH3Mg＋H2，Mg3N2易与水反应。
(1)将干燥的NH3通入装置中，应先加热装置　　　　(填“a”或“d”)。
(2)(3分)实验过程中可观察到a硬质玻璃管中黑色固体变为红色，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3)装置b的作用是　　　　　　　　　　　　。装置e的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(二)消除氮氧化物尾气和水中硝酸盐造成的氮污染已成为环境修复研究的热点。
(4)氧化吸收法
NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可有效去除NO。复合吸收剂组成一定时，温度对NO去除率的影响如图1。温度高于60 ℃后，NO去除率下降的主要原因是　　　　　　　　。
(5)(3分)催化还原法
在Pd-Cu/Al2O3的催化条件下，使用H2作为还原剂将酸性废水中的还原，还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图2所示，写出在1.5~3 h过程中，溶液中发生的主要反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　。
同步练习3　化工生产中物质性质及应用
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2025·武汉高一检测)航天科技的发展与化学密切相关。2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道。下列说法错误的是(　　)
A.碳化硅(SiC)可用作宇宙飞船的耐热材料
B.肼(N2H4)可作火箭燃料，可用NO2作氧化剂
C.二氧化硅可用作航天器太阳能电池板的材料
D.电解水产生氧气是宇航员供氧的主要来源
答案　C
解析　碳化硅有非常高的熔、沸点，可作耐热材料，故A正确；硅是半导体材料，可用作航天器太阳能电池板的材料，故C错误。
题点　常见非金属元素综合
2.(2025·深圳高一期中)《厉害了，我的国》展示了中国探索太空，建设世界一流的高铁、桥梁、码头，5G技术联通世界等取得的举世瞩目的成就。这些成就都与化学有着密切的联系。下列说法正确的是(　　)
A.5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应
B.“神舟十六号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷(碳化硅)是金属材料
C.用来生产计算机芯片的材料在自然界中以游离态和化合态两种形式存在
D.碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管和石墨烯等
答案　D
解析　光缆主要成分为二氧化硅，能与氢氟酸、氢氧化钠反应，A错误；高温结构陶瓷(碳化硅)是新型无机非金属材料，B错误；硅在自然界中以化合态形式存在，C错误。
3.(2025·合肥高一期中)下列说法正确的有(　　)
①燃煤中添加CaO可以减少SO2和温室气体的排放　②二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒的食品添加剂　③液氨汽化时吸热，可用作制冷剂　④加入Ba溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有S存在　⑤单质硫易溶于CS2，实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管　⑥足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+　⑦二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属于两性氧化物　⑧陶瓷、普通玻璃、水泥、金刚砂(SiC)都属于硅酸盐材料
A.①③⑤ B.②③⑤
C.④⑥⑧ D.⑤⑥⑦
答案　B
解析　CaO是碱性氧化物，CO2、SO2是酸性氧化物，可以反应得到碳酸钙和硫酸钙，但碳酸钙高温下不稳定易分解，燃煤中添加CaO可以减少SO2的排放，无法减少CO2的排放，故①错误；二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒酿制的食品添加剂，起到杀菌和防止色素被氧化的作用，故②正确；氨气易液化成液氨，液氨在汽化过程中吸收热量使温度降低，可作制冷剂，故③正确；因为加入的是硝酸钡，溶液中存在硝酸根离子，再加入盐酸时引入氢离子，就相当于存在硝酸，能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，与钡离子形成不可溶的硫酸钡沉淀，故④错误；单质硫易溶于CS2，则实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管，故⑤正确；铁与稀硝酸反应首先生成硝酸铁，溶液呈浅绿色是由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致，故⑥错误；二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，且与其他酸不反应，不是两性氧化物，故⑦错误；金刚砂(SiC)属于新型无机非金属材料，不属于硅酸盐，故⑧错误。
题点　常见非金属元素综合
4.(2025·天津高一期中)下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　)
A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料
B.常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在
C.SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸
D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸
答案　D
解析　硅单质是半导体材料，可以导电，但属于非金属材料，故A错误；硅的化学性质不活泼，但硅在自然界中主要以化合态形式存在，故B错误；SiO2不溶于水，不能够与水反应生成相应的酸，故C错误。
5.下列化学方程式书写正确的是(　　)
A.工业制硫酸第二步反应：2SO2＋O22SO3
B.氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO2＋6H2O
C.粗硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑
D.铜和浓硝酸：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
答案　C
解析　二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，该反应可逆，化学方程式为2SO2＋O22SO3，故A错误；氨的催化氧化生成一氧化氮和水：4NH3＋5O24NO＋6H2O，故B错误；铜和浓硝酸反应的化学方程式为 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，故D错误。
题点　常见非金属元素综合
6.(2025·山东邹城高一期中)下列关于硅单质及其化合物的说法错误的是(　　)
A.水玻璃可以作为黏合剂、木材防腐剂
B.常温下，单质硅的性质稳定，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应
C.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
D.SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维
答案　D
解析　水玻璃为硅酸钠水溶液，具有黏性，不易燃烧，常用作矿物胶、木材防腐剂，故A正确；单质硅的性质稳定，常温下，除与氢氧化钠溶液、氢氟酸反应，与氧气、氯气、硝酸、硫酸等很难发生反应，故B正确；二氧化硅为绝缘体，不导电，具有良好的光学特性，可以用于制造光导纤维，故D错误。
7.化学是研究物质及其变化的科学。通常条件下，下列各组物质按右图所示转化关系每一步都能一步实现的是(　　)
选项 甲 乙 丙 丁
A FeCl3 FeCl2 Fe2O3 Fe(OH)3
B Si Na2SiO3 SiO2 SiF4
C NO HNO3 NO2 NH3
D Cu CuO CuSO4 CuCl2
答案　D
解析　氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁不能一步反应生成氧化铁，氧化铁也不能一步反应生成氢氧化铁，A不符合题意；硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠不能一步反应生成二氧化硅，B不符合题意；浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，二氧化氮不能一步反应生成氨气，C不符合题意；铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与氯化钡反应生成氯化铜，氯化铜与铁反应生成铜，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜与铁反应生成铜，转化关系每一步都能一步实现，D符合题意。
8.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(　　)
A.X可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ中Y的生成可用SiO2与水反应代替
C.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行
答案　B
解析　硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；二氧化硅不能和水反应生成硅酸，故B错误；硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，故C正确；实验室中，加热灼烧固体应在坩埚中进行，故D正确。
题点　二氧化硅的制备
9.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，属于“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
下列说法正确的是(　　)
A.步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2
B.步骤①②③中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子
C.制备流程中SiO2体现还原性
D.SiHCl3(沸点为31.8 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
答案　D
解析　二氧化硅与C在高温条件下反应生成Si和CO，故A错误；反应①中每生成1 mol Si转移4 mol电子，而SiHCl3中Si的化合价是＋2价，所以反应②③中每消耗或生成1 mol Si，转移2 mol电子，故B错误；SiHCl3与SiCl4的沸点相差较大，所以可通过蒸馏(或分馏)除去SiCl4，故D正确。
10.亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　)
方案设计 现象和结论
A 先加入少量KClO3溶液，再加AgNO3溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
B 加到少量KMnO4溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量FeCl2溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量Na2SO3溶液，再加入BaCl2溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠
答案　C
解析　氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误；N在酸性条件下有较强的氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄色，C正确；稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀，D错误。
题点　氮及其化合物的综合
11.白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如图所示。
已知：H3BO3微溶于水，易溶于乙醇；偏硼酸钠易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是(　　)
A.“气体”中可能有CO2、NO2、NO
B.该流程用到两步过滤操作
C.物质a可循环利用
D.“反应W”为非氧化还原反应
答案　A
解析　白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O，含有少量的Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质，加入浓硝酸溶解，Ca转化为Ca，Fe转化为Fe，B转化为H3BO3，SiO2不溶于硝酸，“操作X”为过滤，得到的滤液中主要含有Ca、Fe，滤渣中主要含有H3BO3、SiO2，向滤渣中加入乙醇进行醇浸，“操作Y”为过滤，得到的滤渣主要为SiO2，滤液为H3BO3的乙醇溶液，向滤液中加入NaOH进行水浴加热，将H3BO3转化为NaBO2，将乙醇蒸馏出来，物质a即为乙醇，“操作Z”为对滤液进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥，获得纯净的NaBO2固体，将NaBO2固体和MgH2混合反应生成NaBH4和耐火材料MgO。“气体”为浓硝酸与FeO反应生成的NO2，以及与CaCO3反应生成的CO2，无NO，A项错误；“反应W”为NaBO2和MgH2反应生成NaBH4和MgO，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，D项正确。
12.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列对该实验描述错误的是(　　)
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.装置J收集的气体中不含NO
C.实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D.若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
答案　B
解析　装置F、I中的试剂依次为水和硫酸亚铁溶液，F中的水可除去NO气体中混有的硝酸蒸气，硫酸亚铁溶液可检验NO气体，故A正确；在装置I中发生反应为可逆反应，NO不能完全被吸收，且不溶于水，则装置J收集的气体中含有NO，故B错误；实验结束后，为防止倒吸，应先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，故C正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO和铜发生反应生成了氧化铜，故D正确。
题点　氮的氧化物的综合
13.工业上利用废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO)制备MnSO4的流程如图所示：
已知反应Ⅰ中生成Fe2+、Mn2+、 S等。下列说法不正确的是(　　)
A.酸浸时适当升高温度或加速搅拌都可加快酸浸反应速率
B.反应Ⅰ中每消耗60 g FeS2，转移1 mol电子
C.滤液中主要存在的阳离子有 Mg2+、 K+、Mn2+、 H+
D.反应Ⅱ的离子方程式为MnO2＋2Fe2+＋4H+===2Fe3+＋Mn2+＋2H2O
答案　C
解析　反应Ⅰ中加入硫酸和FeS2将MnO2还原为Mn2+，FeS2中S为－1价，被氧化为S单质，60 g FeS2的物质的量为0.5 mol，所以每消耗60 g FeS2，转移1 mol电子，故B正确；MnO2与稀硫酸不反应，所以滤液中不含Mn2+，故C错误；反应Ⅱ中加入二氧化锰将溶液中存在的亚铁离子转化为Fe3+，Fe从＋2价转化为＋3价，Mn从＋4价转化为＋2价，根据得失电子守恒有MnO2＋2Fe2+＋4H+===2Fe3+＋Mn2+＋2H2O，故D正确。
题点　含硫物质的相互转化
14.某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图(夹持装置已省略)如图。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。下列分析不正确的是(　　)
A.③、④中现象说明③中的反应是 4NH3＋5O24NO＋6H2O
B.若②中只有NH4Cl不能制备NH3
C.④中白烟的主要成分是NH4Cl
D.一段时间后，⑤中溶液可能变蓝
答案　C
解析　④中白烟的主要成分是NH4NO3，故C错误；⑤中酸性溶液中Cu被硝酸根离子氧化生成铜离子，则一段时间后溶液变蓝，故D正确。
题点　NH3的催化氧化实验探究
15.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气，废气中只含有NO、NO2两种气体。将一定量废气通入足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的N、N两种离子的物质的量与废气中NO2的物质的量分数x[x＝]的变化关系如图所示。
已知溶液中可发生以下两个反应：
①NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2；
②2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
下列说法正确的是(　　)
A.图中a曲线表示N
B.随x值增大，溶液中n(N)＋n(N)增大
C.若测得所得溶液中n(N)为0.5 mol，则x值为0.75
D.x＝0.6时，反应中可收集到标准状况下44.8 L CO2
答案　C
解析　由化学方程式和题图可知，NO不能单独被吸收，①当NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液恰好完全吸收，满足n(NO2)∶n(NO)＝1，即x＝0.5，此时只生成N，n(N)＝0，n(N)＝2 mol，所以a曲线表示N，b曲线表示N；②当气体只有NO2时，即x＝1，发生反应：2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2，此时生成n(N)＝n(N)＝1 mol；③反应NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2和2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2均有n(N)＝2n(C)，即n(NO2)＋n(NO)＝2n(CO2)＝2 mol，所以n(CO2)＝1 mol；④由x＝0.5和x＝1可知，一定量废气中n(NO2)≥n(NO)，并且n(NO2)＋n(NO)＝2 mol，生成n(N)＋n(N)＝2 mol。综上可知，2 mol废气通入足量的Na2CO3溶液中被完全吸收，即n(NO2)≥n(NO)，生成n(N)＋n(N)＝2 mol，n(CO2)＝1 mol。随x值增大，溶液中n(N)＋n(N)不变，B错误；设n(NO2)＝a，n(NO)＝b，则a＋b＝2 mol，发生反应①余下NO2的物质的量为a－b，发生反应②生成n(N)＝0.5(a－b)＝0.5 mol，即a－b＝1 mol，解得a＝1.5 mol，b＝0.5 mol，则废气中NO2的物质的量分数x＝＝0.75，C正确；n(CO2)＝1 mol，反应中可收集到标准状况下1 mol×22.4 L·mol-1＝22.4 L CO2，D错误。
题点　氮的氧化物的综合
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(14分)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是　　　　　　　。
(2)装置B的作用是　　　　　　　　。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为　　　　　　、　　　　　　，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)该装置的缺点是　　　　　　　　。
(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取36 g SiO2和16.8 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体26.88 L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为　　　　。
答案　(1)排尽装置内的空气，避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰　(2)作安全瓶，防止倒吸　(3)澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si　(4)无尾气吸收装置　(5)2∶1
解析　(3)反应前后原子守恒，可推知气体产物可能是CO2或CO，C中为澄清石灰水，用于检验CO2，D中为PdCl2溶液，用于检验CO，且经检测CO和CO2的物质的量相等，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si。(4)CO有毒，不能直接排到空气中，该装置没有尾气吸收装置，易造成空气污染。(5)已知焦炭过量时会生成副产物SiC，题中假设SiO2和C反应生成CO、Si和SiC，由题意知生成的CO为＝1.2 mol，反应物SiO2为＝0.6 mol，C为＝1.4 mol，反应前后碳原子守恒，n(SiC)＝1.4 mol－1.2 mol＝0.2 mol，根据硅原子守恒，n(Si)＝0.6 mol－0.2 mol＝0.4 mol，则Si和SiC的物质的量之比为2∶1。
17.(12分)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1 000 ℃~1 100 ℃反应制得纯硅。
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是浓硫酸。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是　　　　　　　　　　　　。
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为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气。
④(4分)为鉴定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是　　　　(填字母)。
a.碘水　b.氯水　c.NaOH溶液　d.KSCN溶液　e.Na2SO3溶液
答案　(1) SiO2＋2CSi＋2CO↑　(2)①使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化　②有固体物质生成　SiHCl3＋H2Si＋3HCl　④bd
解析　(2)①C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象为有固体物质产生。④铁与盐酸反应生成Fe2+，通常先将Fe2+氧化为Fe3+，然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验。
18.(14分)(2025·山东金乡高一期中)(一)实验室拟用单质Mg与N2制备Mg3N2，实验装置如图所示(部分加热及夹持装置省略)。
已知：Mg＋2NH3Mg＋H2，Mg3N2易与水反应。
(1)将干燥的NH3通入装置中，应先加热装置　　　　(填“a”或“d”)。
(2)(3分)实验过程中可观察到a硬质玻璃管中黑色固体变为红色，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3)装置b的作用是　　　　　　　　　　　　。装置e的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(二)消除氮氧化物尾气和水中硝酸盐造成的氮污染已成为环境修复研究的热点。
(4)氧化吸收法
NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可有效去除NO。复合吸收剂组成一定时，温度对NO去除率的影响如图1。温度高于60 ℃后，NO去除率下降的主要原因是　　　　　　　　。
(5)(3分)催化还原法
在Pd-Cu/Al2O3的催化条件下，使用H2作为还原剂将酸性废水中的还原，还原过程中检测到三种含氮化合物微粒，其浓度变化如图2所示，写出在1.5~3 h过程中，溶液中发生的主要反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)a　(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　(3)作安全瓶，防止浓硫酸倒吸至装置a
防止空气中的水蒸气和CO2进入装置d中　(4)H2O2受热分解　(5)N＋3H2＋2H+===N＋2H2O
解析　(1)装置a中产生氮气，因此将干燥的NH3通入装置中，应先加热装置a。(2)实验过程中可观察到a硬质玻璃管中黑色固体变为红色，说明产生铜，因此反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。(3)由于氨气极易溶于水，装置b的作用是作安全瓶，防止浓硫酸倒吸至装置a。由于Mg3N2易与水反应，则装置e的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置d中。(4)由于H2O2受热分解，因此温度高于60 ℃后，NO去除率下降。(5)在1.5~3 h过程中N含量由最高点逐渐降低为0，铵根离子含量逐渐升高，说明被还原生成N，因此溶液中发生的主要反应的离子方程式为＋3H2＋2H+===＋2H2O。
题点　氮及其化合物的综合

展开更多......

收起↑