第五章 化工生产中的重要非金属元素(原卷版 解析版)高中化学人教版(2019)必修第二册 素养测评卷

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第五章 化工生产中的重要非金属元素(原卷版 解析版)高中化学人教版(2019)必修第二册 素养测评卷

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第五章素养测评卷
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列物质的性质和用途相对应的是(  )
A.N2的化学性质稳定,可用作粮食保护气
B.浓硫酸具有脱水性,可做干燥剂
C.氨易溶于水,可用作制冷剂
D.SiO2属于酸性氧化物,可用于制光导纤维
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.某地区雨水的pH值为6,可以判定该雨水为酸雨
C.北斗系统组网成功,其芯片的主要成分为硅
D.碳纳米管具有优良的电学性能,可用于生产电池
3.下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是(  )
A.太阳能电池板被广泛应用,利用了SiO2的光电性能
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化
C.世博停车场安装催化设备处理汽车尾气中的CO和NOx,利用两者反应生成无毒气体
D.“明如镜、声如磬”的瓷器可由黏土经高温烧结而成,主要化学成分是硅酸盐
4.下列方法中,不能鉴别SO2和CO2的是(  )
A.氯水
B.通入品红溶液
C.通入澄清石灰水
D.通入酸性高锰酸钾溶液
5.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.FeS2H2SO4
B.N2NaNO3(aq)
C.SiO2Na2SiO3(aq)H2SiO3
D.NH3HNO3
6.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写正确的是(  )
A.实验室用氯化铵和熟石灰共热制氨:
NH3↑+H2O
B.用足量的NaOH溶液吸收SO2尾气:2OH-++H2O
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+
D.用氢氟酸刻蚀玻璃:SiO2+4F-+4H+===SiF4↑+2H2O
阅读材料,完成7~9题。
硫及其化合物在生产、生活中应用广泛,硫化氢是一种无色、有毒气体,其水溶液的酸性比碳酸的酸性弱;SO2是一种重要化工原料,不当的排放会造成污染,常用氨水或MnO2等脱除;BaSO4可以作钡餐,用于胃肠道X射线造影检查。
7.下列有关硫及其化合物说法错误的是(  )
A.硫在过量氧气中燃烧的主要产物是SO3
B.SO2水溶液吸收溴蒸气生成HBr和H2SO4
C.少量SO2添加到葡萄酒中可起到抑菌和抗氧化作用
D.BaSO4作钡餐,因为BaSO4不溶于酸且可以阻挡X射线通过
8.某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质,实验现象正确且能达到目的的是(  )
A.点燃硫黄产生有刺激性气味的气体,该气体可以漂白纸浆
B.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑色,说明浓硫酸具有强的吸水性
C.将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀,说明H2S为强电解质
D.常温下,将Al片加入浓硫酸中,反应剧烈,说明浓硫酸具有强的氧化性
9.实验室利用SO2+2CuSO4+2NaBr+2H2O===2CuBr↓+2H2SO4+Na2SO4制备CuBr。潮湿的CuBr受热易分解。用下列装置进行实验,不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2
B.用装置乙制取CuBr
C.用装置丙分离出CuBr
D.用装置丁干燥CuBr
10.将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是(  )
选项 ① ② 预测的现象
A 浓硝酸 铁片 产生大量 红棕色气体
B 二氧化硫水溶液 酸性KMnO4溶液 溶液褪色
C 氯水 FeSO4溶液 溶液褪色
D 二氧化硫水溶液 BaCl2溶液 产生白色沉淀
11.利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象能证明a中产物生成的是(  )
选项 a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉-KI溶液变蓝
B C与浓H2SO4生成SO2 澄清石灰水变浑浊
C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红
D MnO2与浓HCl反应生成Cl2 滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色
12.用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含 NO、NO2)可获得 Ca(NO2)2 ,其部分工艺流程如图,下列说法不正确的是(  )
A.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2===Ca(NO2)2+H2O
B.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
C.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
D.滤渣的主要成分是 Ca(OH)2
13.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系,下列有关物质的推断不正确的是(  )
A.若甲为H2S,则丁可能是O2
B.若甲为NH3·H2O溶液,则丁可能是CO2
C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸
D.若甲为SO2,则丁可能是NaOH溶液
14.下列实验操作所对应的现象以及结论都正确的是(  )
选项 实验操作 现象 结论
A 将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 该气体一定是SO2
B 将红热的铂丝插入到盛有氨气和氧气的集气瓶 铂丝保持红热,产生红棕色气体 氨气与氧气反应放热,无一氧化氮生成
C 向某溶液中加入过量盐酸,无明显现象,再加入氯化钡溶液 有白色沉淀产生 该溶液中一定含有
D 盛有稀HNO3的试管中加入足量铁粉,充分反应后滴入几滴KSCN溶液 无明显现象 Fe不能被HNO3氧化成Fe3+
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(14分)硅、硫、氮是重要的非金属元素。回答下列问题:
(1)SiO2属于__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。盛装NaOH等碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,其原因为______________________________________(用化学方程式表示)。
(2)工业上用石英砂和焦炭混合高温制取粗硅,其反应的化学方程式为______________________________________________;硅的用途有__________(任写1个)。
(3)由SO3制备H2SO4的过程中,一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3,而不是直接用蒸馏水吸收的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氨气遇氯化氢时会产生白烟,写出白烟化学成分的电子式:______________________。
16.(14分)硫的氧化物、氮的氧化物、硅的氧化物都是重要的化工原料。将其合理利用,既能减少污染,又能充分利用资源,创造价值。
(1)SO2性质多变。将SO2气体通入H2S溶液中,看到有黄色不溶物生成,该过程中SO2表现出__________性;SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,该过程中SO2表现出__________性;SO2可以使品红溶液褪色,该过程中SO2表现出________性。
(2)有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用,在常温下的溶液中将SO2氧化成而实现SO2的回收利用。写出Fe3+将SO2氧化成反应的离子方程式:________________________________。
(3)用过量NaOH溶液吸收NO2气体来实现NO2的回收利用,所得溶液中除含有NaOH和NaNO2,还含有另外一种盐,则我们可以推测出另外一种盐是________(写化学式)。
(4)为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式:____________________(已知该汽车尾气中NO和CO的物质的量比为1∶2)。
(5)水晶、玛瑙和沙子一样,主要成分都是SiO2,玻璃里也含有二氧化硅。不能用玻璃试剂瓶来盛装HF的水溶液的原因是____________________________(用化学方程式表示)。石英坩埚可以用来灼烧下面哪种物质________(填标号)。
A.碳酸钠 B.氢氧化钠
C.氢氧化钾 D.氯化钠
17.(15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)a管的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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,逐渐有小气泡产生,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________。
18.(15分)SO2是硫元素中一种重要物质,在生产生活中有着重要用途。
(1)某研究小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。
①通入足量SO2时C中观察到的现象为________________________。
②根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。
a.写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
b.请设计实验方案检验溶液中是否还有Fe3+:
________________________________________________________________________。
c.该小组同学向C中反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了。该做法________(填“合理”或“不合理”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有________(填字母)。
A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液
C.碘水 D.NaCl溶液
(2)某同学利用如图所示的装置研究SO2的性质(熔点:SO2为-72 ℃,SO3为16.8 ℃,沸点:SO2为-10 ℃,SO3为44.8 ℃)。
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是
________________________。
②该同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ顺序连接装置,若装置Ⅳ中有50 mL 2.5 mol·L-1 NaOH溶液,反应后增重4.8 g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是________________________。
第五章素养测评卷
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列物质的性质和用途相对应的是(  )
A.N2的化学性质稳定,可用作粮食保护气
B.浓硫酸具有脱水性,可做干燥剂
C.氨易溶于水,可用作制冷剂
D.SiO2属于酸性氧化物,可用于制光导纤维
解析:氮气化学性质稳定,常温下难与其他物质反应,因此用作粮食保护气,隔绝氧气以防止氧化或腐败,A符合题意;浓硫酸作干燥剂是利用其吸水性,而脱水性是指将物质中的H、O元素按水的组成比脱去(如使有机物炭化),二者用途不同,B不符合题意;氨用作制冷剂是因液氨汽化吸热导致环境降温,与易溶于水的性质无关,C不符合题意;二氧化硅用于制作光导纤维是因其高透光性和折射率,属于物理性质,与其作为酸性氧化物的化学性质无关,D不符合题意。
答案:A
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.某地区雨水的pH值为6,可以判定该雨水为酸雨
C.北斗系统组网成功,其芯片的主要成分为硅
D.碳纳米管具有优良的电学性能,可用于生产电池
解析:秦兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品,A正确;雨水的pH值应小于5.6,B错误;北斗导航卫星的芯片的成分是高纯硅,C正确;碳纳米管具有优良的电学性能,可用于生产电池,D正确。
答案:B
3.下列生产、生活情境中涉及的原理错误的是(  )
A.太阳能电池板被广泛应用,利用了SiO2的光电性能
B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化
C.世博停车场安装催化设备处理汽车尾气中的CO和NOx,利用两者反应生成无毒气体
D.“明如镜、声如磬”的瓷器可由黏土经高温烧结而成,主要化学成分是硅酸盐
解析:太阳能电池板利用了单质Si的光电性能,A错误;SO2具有还原性,葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可以防止营养成分被氧化,B正确;CO和NOx在催化剂作用下反应生成二氧化碳和氮气,C正确;瓷器可由黏土经高温烧结而成,主要化学成分是硅酸盐,D正确。
答案:A
4.下列方法中,不能鉴别SO2和CO2的是(  )
A.氯水
B.通入品红溶液
C.通入澄清石灰水
D.通入酸性高锰酸钾溶液
解析:二氧化硫具有还原性,能与氯水发生氧化还原反应而使其褪色,二氧化碳不能与氯水反应,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,A不符合题意;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能使品红溶液褪色,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,B不符合题意;SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊,两者现象相同,不能鉴别,C符合题意;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而使其褪色,而二氧化碳不能与酸性高锰酸钾溶液反应,两者现象不同,能鉴别SO2和CO2,D不符合题意。
答案:C
5.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.FeS2H2SO4
B.N2NaNO3(aq)
C.SiO2Na2SiO3(aq)H2SiO3
D.NH3HNO3
解析:FeS2和氧气反应生成二氧化硫而不是三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,A不符合题意;一氧化氮是不成盐氧化物,不能与氢氧化钠溶液反应,则物质间的转化不能实现,故B不符合题意;酸性氧化物二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,硅酸的酸性弱于碳酸,所以硅酸钠溶液能与二氧化碳反应生成硅酸,则物质间转化能实现,故C符合题意;氨气和氧气催化生成NO,NO和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,D不符合题意。
答案:C
6.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列离子方程式书写正确的是(  )
A.实验室用氯化铵和熟石灰共热制氨:
NH3↑+H2O
B.用足量的NaOH溶液吸收SO2尾气:2OH-++H2O
C.SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O===2H++2Br-+
D.用氢氟酸刻蚀玻璃:SiO2+4F-+4H+===SiF4↑+2H2O
解析:实验室用氯化铵和熟石灰制氨,为固体加热反应制得气体,没有在溶液或熔融状态下反应,因此没有离子方程式,化学方程式为CaCl2+2NH3↑+2H2O,A错误;用足量的NaOH溶液吸收SO2尾气生成亚硫酸钠和水,离子方程式为2OH-++H2O,B正确;SO2通入溴水中,反应生成硫酸和溴化氢SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+,C错误;HF是弱酸,方程式为4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O,D错误。
答案:B
阅读材料,完成7~9题。
硫及其化合物在生产、生活中应用广泛,硫化氢是一种无色、有毒气体,其水溶液的酸性比碳酸的酸性弱;SO2是一种重要化工原料,不当的排放会造成污染,常用氨水或MnO2等脱除;BaSO4可以作钡餐,用于胃肠道X射线造影检查。
7.下列有关硫及其化合物说法错误的是(  )
A.硫在过量氧气中燃烧的主要产物是SO3
B.SO2水溶液吸收溴蒸气生成HBr和H2SO4
C.少量SO2添加到葡萄酒中可起到抑菌和抗氧化作用
D.BaSO4作钡餐,因为BaSO4不溶于酸且可以阻挡X射线通过
解析:硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,A错误;SO2水溶液吸收溴蒸气发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,B正确;SO2具有还原性和杀毒作用,少量SO2添加到葡萄酒中可起到抑菌和抗氧化作用,C正确;因为BaSO4不溶于酸且可以阻挡X射线通过,BaSO4可以用作钡餐,D正确。
答案:A
8.某同学通过系列实验探究硫及其化合物的性质,实验现象正确且能达到目的的是(  )
A.点燃硫黄产生有刺激性气味的气体,该气体可以漂白纸浆
B.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑色,说明浓硫酸具有强的吸水性
C.将H2S气体通入CuSO4溶液生成CuS沉淀,说明H2S为强电解质
D.常温下,将Al片加入浓硫酸中,反应剧烈,说明浓硫酸具有强的氧化性
解析:硫黄燃烧生成有刺激性气味的SO2气体,该气体具有漂白性,可以漂白纸浆,A正确;蔗糖中加入浓硫酸后变黑色,此时浓硫酸表现出脱水性,B错误;H2S是弱电解质,能够与CuSO4溶液反应,是因为两者反应生成了难溶于水和酸的CuS沉淀,C错误;常温下,Al遇浓硫酸钝化,产生致密的薄膜,阻止金属与酸的进一步反应,D错误。
答案:A
9.实验室利用SO2+2CuSO4+2NaBr+2H2O===2CuBr↓+2H2SO4+Na2SO4制备CuBr。潮湿的CuBr受热易分解。用下列装置进行实验,不能达到实验目的的是(  )
A.用装置甲制取SO2
B.用装置乙制取CuBr
C.用装置丙分离出CuBr
D.用装置丁干燥CuBr
解析:用浓硫酸与亚硫酸钠反应可以制取二氧化硫气体,图示装置合理,A不符合题意;根据反应SO2+2CuSO4+2NaBr+2H2O===2CuBr↓+2H2SO4+Na2SO4可知,用装置乙可制取CuBr,B不符合题意;CuBr难溶于水,可用装置丙将CuBr与母液过滤分离,故C不符合题意;潮湿的CuBr受热易分解,通过装置丁干燥CuBr,CuBr会分解,无法达到实验目的,故D符合题意。
答案:D
10.将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是(  )
选项 ① ② 预测的现象
A 浓硝酸 铁片 产生大量 红棕色气体
B 二氧化硫水溶液 酸性KMnO4溶液 溶液褪色
C 氯水 FeSO4溶液 溶液褪色
D 二氧化硫水溶液 BaCl2溶液 产生白色沉淀
解析:室温下Fe遇浓硝酸发生钝化,Fe表面产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属进一步发生反应,因此不能看到产生大量NO2红棕色气体,A不符合题意;二氧化硫水溶液具有还原性,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,酸性KMnO4溶液能够将SO2氧化而使溶液紫红色褪色,因此会看到溶液褪色,B符合题意;FeSO4溶液具有还原性,氯水具有强氧化性,二者混合会发生氧化还原反应产生FeCl3、,使溶液变为黄色,而不是溶液褪色,C不符合题意;由于酸性:HCl>H2SO3,所以将二氧化硫水溶液加入BaCl2溶液,不能发生反应,因此不能产生白色沉淀,D不符合题意。
答案:B
11.利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象能证明a中产物生成的是(  )
选项 a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉-KI溶液变蓝
B C与浓H2SO4生成SO2 澄清石灰水变浑浊
C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红
D MnO2与浓HCl反应生成Cl2 滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色
解析:能使淀粉-KI溶液变蓝,说明能将KI氧化为I2,气体应为氧化性气体,浓硝酸受热分解可以生成NO2,但浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸与生成的NO2均是氧化性物质,均能使淀粉-KI溶液变为蓝色,A错误;CO2与SO2都能使澄清石灰水变浑浊,B错误;气体能够使酚酞溶液变红,说明反应生成了碱性气体,可以证明浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3,C正确;浓HCl具有挥发性,挥发出的HCl也会使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,D错误。
答案:C
12.用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含 NO、NO2)可获得 Ca(NO2)2 ,其部分工艺流程如图,下列说法不正确的是(  )
A.吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2===Ca(NO2)2+H2O
B.采用气液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
C.将石灰乳改为澄清石灰水吸收效率将会增大
D.滤渣的主要成分是 Ca(OH)2
解析:当NO和NO2的物质的量之比为1∶1时,反应原理为+H2O;若n(NO)∶+H2O,多余的NO无法被Ca(OH)2吸收,造成排放气体中NO含量升高;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,二氧化氮过量,被Ca(OH)2吸收,则发生反应===Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O,产品中含量升高。该工艺中NO和NO2的物质的量之比接近1∶1,可以提高Ca(NO2)2的产率及纯度,吸收时主要反应为NO+NO2+Ca(OH)2===Ca(NO2)2+H2O,故A正确;采用气液逆流接触,增大了气体和石灰乳的接触面积,有利于尾气中NO、NO2的充分吸收,故B正确;石灰乳更利于气体附着,且浓度更大,更利于吸收气体,改为澄清石灰水吸收效率将会降低,故C错误;氢氧化钙微溶,滤渣的主要成分是Ca(OH)2,故D正确。
答案:C
13.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系,下列有关物质的推断不正确的是(  )
A.若甲为H2S,则丁可能是O2
B.若甲为NH3·H2O溶液,则丁可能是CO2
C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸
D.若甲为SO2,则丁可能是NaOH溶液
解析:若甲为H2S、丁是O2,则乙是S、丙是SO2,故A正确;若甲为NH3·H2O溶液、丁是CO2,则乙是碳酸铵、丙是碳酸氢铵,故B正确;若甲为Fe、丁是盐酸,则乙是FeCl2,FeCl2和盐酸不反应,故C错误;若甲为SO2、丁是NaOH溶液,则乙是亚硫酸氢钠、丙是亚硫酸钠,故D正确。
答案:C
14.下列实验操作所对应的现象以及结论都正确的是(  )
选项 实验操作 现象 结论
A 将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 该气体一定是SO2
B 将红热的铂丝插入到盛有氨气和氧气的集气瓶 铂丝保持红热,产生红棕色气体 氨气与氧气反应放热,无一氧化氮生成
C 向某溶液中加入过量盐酸,无明显现象,再加入氯化钡溶液 有白色沉淀产生 该溶液中一定含有
D 盛有稀HNO3的试管中加入足量铁粉,充分反应后滴入几滴KSCN溶液 无明显现象 Fe不能被HNO3氧化成Fe3+
解析:将某气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明该气体具有还原性,该气体可能是SO2、H2S等,故A错误;将红热的铂丝插入到盛有氨气和氧气的集气瓶,铂丝保持红热,说明氨气与氧气反应放热,产生红棕色气体的原因是生成的NO和O2反应生成了NO2,故B错误;向某溶液中加入过量盐酸,无明显现象,排除Ag+、等干扰,再加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,沉淀一定是硫酸钡,则该溶液中一定含有,故C正确;Fe被HNO3氧化成Fe3+,盛有稀HNO3的试管中加入足量铁粉,充分反应后滴入几滴KSCN溶液,无明显现象,是因为过量的铁把Fe3+还原为Fe2+,故D错误。
答案:C
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15.(14分)硅、硫、氮是重要的非金属元素。回答下列问题:
(1)SiO2属于__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。盛装NaOH等碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,其原因为______________________________________(用化学方程式表示)。
(2)工业上用石英砂和焦炭混合高温制取粗硅,其反应的化学方程式为______________________________________________;硅的用途有__________(任写1个)。
(3)由SO3制备H2SO4的过程中,一般用98.3%的浓硫酸吸收SO3,而不是直接用蒸馏水吸收的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氨气遇氯化氢时会产生白烟,写出白烟化学成分的电子式:______________________。
解析:(1)SiO2会与NaOH反应生成硅酸钠和水,属于酸性氧化物;玻璃塞含有SiO2,SiO2会与NaOH反应生成硅酸钠和水,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,故盛装NaOH等碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。(2)工业上用石英砂和焦炭混合高温制取粗硅,其反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑;硅的用途有制作半导体材料或电池芯片。(3)若直接用蒸馏水吸收SO3,SO3溶于水,反应放出大量的热导致形成酸雾,降低吸收效率且腐蚀设备。(4)氨气遇氯化氢时会产生白烟,白烟的化学成分为氯化铵,其电子式为。
答案:(1)酸性 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
(2)SiO2+2CSi+2CO↑ 制作半导体材料或电池芯片
(3)防止SO3溶于水,反应放出大量的热导致形成酸雾,降低吸收效率且腐蚀设备
(4)
16.(14分)硫的氧化物、氮的氧化物、硅的氧化物都是重要的化工原料。将其合理利用,既能减少污染,又能充分利用资源,创造价值。
(1)SO2性质多变。将SO2气体通入H2S溶液中,看到有黄色不溶物生成,该过程中SO2表现出__________性;SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,该过程中SO2表现出__________性;SO2可以使品红溶液褪色,该过程中SO2表现出________性。
(2)有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用,在常温下的溶液中将SO2氧化成而实现SO2的回收利用。写出Fe3+将SO2氧化成反应的离子方程式:________________________________。
(3)用过量NaOH溶液吸收NO2气体来实现NO2的回收利用,所得溶液中除含有NaOH和NaNO2,还含有另外一种盐,则我们可以推测出另外一种盐是________(写化学式)。
(4)为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式:____________________(已知该汽车尾气中NO和CO的物质的量比为1∶2)。
(5)水晶、玛瑙和沙子一样,主要成分都是SiO2,玻璃里也含有二氧化硅。不能用玻璃试剂瓶来盛装HF的水溶液的原因是____________________________(用化学方程式表示)。石英坩埚可以用来灼烧下面哪种物质________(填标号)。
A.碳酸钠 B.氢氧化钠
C.氢氧化钾 D.氯化钠
解析:(1)SO2性质多变。将SO2气体通入H2S溶液中,二者发生反应SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应产生难溶性的S,因此看到有黄色不溶物生成,在该反应过程中S元素的化合价由反应前SO2中的+4价变为反应后S单质的0价,化合价降低,得到电子,被还原,SO2表现出氧化性,SO2作氧化剂;SO2可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,这表现SO2的还原性;SO2能够与品红结合形成无色物质而使品红溶液褪色,该过程中 SO2表现出漂白性。(2)有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用,在常温下将SO2氧化成而实现SO2的回收利用。则根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可知Fe3+将SO2氧化成反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2+++4H+。(3)NO2中N元素的化合价为+4价,用过量NaOH溶液吸收NO2气体来实现NO2的回收利用,所得溶液中含有NaOH和NaNO2,NaNO2中N元素的化合价为+3价,则根据氧化还原反应规律,还含有另外一种盐,该盐中N元素的化合价为+5价,则我们可以推测出另外一种盐是NaNO3。(4)根据题图可知反应分为两步进行。首先是NO与O2反应产生NO2,然后是NO2与CO反应产生N2、CO2,该反应的总反应方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2。(5)玻璃中含有SiO2,SiO2与HF发生反应产生SiF4、H2O,导致玻璃被腐蚀,因此不能用玻璃试剂瓶来盛装HF的水溶液。石英坩埚中含有SiO2,SiO2与碳酸钠在高温下会发生反应,因此不可以用来灼烧碳酸钠,A不符合题意。石英坩埚中含有SiO2,SiO2与NaOH会发生反应产生可溶性Na2SiO3、H2O,因此不能用石英坩埚灼烧NaOH,B 不符合题意。石英坩埚中含有SiO2,SiO2与KOH会发生反应产生可溶性K2SiO3、H2O,因此不能用石英坩埚灼烧KOH,C不符合题意。NaCl与石英坩埚中的成分在加热时不发生反应,因此可以用石英坩埚灼烧NaCl,D符合题意。
答案:(1)氧化 还原 漂白
(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2+++4H+
(3)NaNO3
(4)2NO+O2+4CO4CO2+N2
(5)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O D
17.(15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)a管的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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,逐渐有小气泡产生,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________。
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。
答案:(1)平衡分液漏斗内外压强,使液体顺利流下
Cu+4H++===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
18.(15分)SO2是硫元素中一种重要物质,在生产生活中有着重要用途。
(1)某研究小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。
①通入足量SO2时C中观察到的现象为________________________。
②根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。
a.写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
b.请设计实验方案检验溶液中是否还有Fe3+:
________________________________________________________________________。
c.该小组同学向C中反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了。该做法________(填“合理”或“不合理”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有________(填字母)。
A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液
C.碘水 D.NaCl溶液
(2)某同学利用如图所示的装置研究SO2的性质(熔点:SO2为-72 ℃,SO3为16.8 ℃,沸点:SO2为-10 ℃,SO3为44.8 ℃)。
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是
________________________。
②该同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ顺序连接装置,若装置Ⅳ中有50 mL 2.5 mol·L-1 NaOH溶液,反应后增重4.8 g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是________________________。
解析:(1)①Fe3+具有强氧化性,与SO2发生反应2Fe3++SO2++4H++2Fe2+,溶液由棕黄色变为浅绿色。②a.发生氧化还原反应,利用SO2的还原性,将Fe3+还原成Fe2+。③验证SO2具有还原性,需要加入氧化剂。浓硫酸与SO2不发生反应,A不符合题意;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,且溶液显紫红色,如果紫红色褪去,则说明SO2具有还原性,B符合题意;碘水呈浅黄色,具有强氧化性,如果溶液颜色褪去,则说明二氧化硫具有还原性,C符合题意;二氧化硫不与氯化钠溶液反应,D不符合题意。(2)②该同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置,则反应后的气体中的SO2与NaOH发生反应;如果全部生成亚硫酸钠,其质量增加4.0 g,如果全部生成亚硫酸氢钠,其质量增加8.0 g,实际质量增加4.8 g,所以是两种物质的混合物。反应后增重4.8 g为SO2的质量,反应的n(SO2)==0.075 mol,50 mL 2.5 mol·L-1NaOH溶液中n(NaOH)=0.125 mol,则n(SO2)∶n(NaOH)=0.075∶0.125=3∶5,反应的化学方程式为3SO2+5NaOH===2Na2SO3+NaHSO3+2H2O。
答案:(1)①溶液由棕黄色变成浅绿色
②a.2Fe3+++4H++2Fe2+
b.取少量C中反应后的溶液于试管中,向其中滴入KSCN溶液,若显红色说明有Fe3+,反之无Fe3+ c.不合理 HNO3具有强氧化性,可以将溶解的SO2氧化成,干扰实验 ③BC
(2)①2SO2+O22SO3 ②3SO2+5NaOH===2Na2SO3+NaHSO3+2H2O

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