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核心素养测评卷(五)　化工生产中的重要非金属元素
[时间：90分钟　满分：100分]
一、 选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1. (2024·镇海中学高一检测)化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法中，正确的是(　D　)
A. 常温下，pH＜7的降水称为酸雨
B. SiO2是应用最为广泛的半导体材料
C. 玻璃的主要成分是CaCO3和Na2SiO3
D. 豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨的过程属于氮的固定
2. (2024·知临中学高一检测)下列关于反应颜色变化的说法，正确的是(　D　)
A. 湿润的蓝色石蕊试纸与氨气接触后→试纸变为红色
B. 二氧化硫通入紫色石蕊溶液中→溶液先变红后褪色
C. 蔗糖中加入浓硫酸搅拌→蔗糖变为白色
D. 品红溶液中通入SO2→溶液变为无色
3. 下列说法中，正确的是(　D　)
A. H2O2溶液、SO2、新制氯水、过氧化钠、臭氧、活性炭都有漂白性，其原理相同
B. 将SO2通入BaCl2溶液中可生成BaSO4沉淀
C. 检验SO2中是否混有CO2的方法是通过澄清石灰水
D. 向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，有白色沉淀生成
【解析】 H2O2溶液、新制氯水、过氧化钠和臭氧因具有强氧化性而具有漂白性，SO2因能和有色物质化合而具有漂白性，活性炭因具有吸附性而具有漂白性，A错误；SO2和BaCl2溶液不反应，B错误；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误。
4. (2024·诸暨中学高一检测)氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法，正确的是(　C　)
A. N2与过量O2反应可直接生成NO2
B. 用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火，是因为NH4Cl隔绝了空气
C. NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
D. 向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含N
【解析】 N2与过量O2在高温或放电条件下反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，A错误；用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体，从而隔绝了空气，B错误；NH3催化氧化生成NO，该反应是工业制硝酸的重要反应，C正确；反应后的溶液没有加热且使用稀NaOH溶液，因此不能判断原溶液中是否含有N，D错误。
5. (2024·宁波十校高一联考)哲学中“量变引起质变”规律广泛应用于化学反应。下列反应不符合这一规律的是(　D　)
A. 铁和稀硝酸反应 B. 碳酸钠和盐酸反应
C. 氨水吸收尾气中SO2 D. 硫和铜在加热条件下反应
【解析】 硫和铜在加热条件下反应只生成Cu2S，与量无关，D正确。
6. (2024·湖州二中高一检测)下列实验不能达到目的的是(　A　)
选项 A. B. C. D.
实验 装置
实验 目的 实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收 用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓硫酸的脱水性、强氧化性
7. (2024·学军中学高一检测)下列现象或事实中不能用同一原理解释的是(　C　)
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. 浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
D. 二氧化硫和H2S使酸性高锰酸钾溶液褪色
【解析】 浓硝酸和氯水见光易分解，所以用棕色试剂瓶保存，A错误；硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中都会被空气氧化，B错误；浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，二者在空气中浓度都降低，但不能用同一原理解释，C正确；SO2和H2S都具有还原性，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。
8. (2024·湖州中学高一检测)下列关于硫、氮及其化合物的说法，正确的是(　A　)
A. 硫元素、氮元素在自然界中既有游离态，又有化合态
B. N2的化学性质稳定，可用作镁等金属的焊接保护气
C. 浓硫酸不可用来干燥H2S、HI、NH3气体，因其具有强氧化性
D. NO2、SO2都为酸性氧化物，都可与水反应生成相应的酸
【解析】 N2能与镁反应生成氮化镁，不可以作金属镁焊接的保护气，B错误；浓硫酸具有强氧化性，H2S、HI具有还原性，易被浓硫酸氧化，NH3为碱性气体，浓硫酸不可用来干燥NH3的原因是硫酸具有酸性，C错误；NO2和水反应生成硝酸和NO，发生了氧化还原反应，不属于酸性氧化物，D错误。
9. (2024·金华十校高一联考)从物质类别、元素化合价、物质所含元素在元素周期表中的位置的角度可以认识有关物质的化学性质。下列说法中，正确的是(　A　)
A. 硅在周期表中处于金属与非金属的交界处，Si单质具有半导体性质
B. SiO2中Si的化合价为＋4价，有氧化性，通过反应SiO2＋CSi＋CO2↑可制得粗硅
C. SiO2属于两性氧化物，既能与氢氧化钠溶液反应，也能与氢氟酸反应
D. H2SiO3属于弱酸，可由反应SiO2＋H2O====H2SiO3↓制得
【解析】 CO2能被C还原为CO，所以该反应中生成CO而不是CO2，B错误；SiO2和NaOH溶液反应生成盐和水，和HF反应生成SiF4和H2O，SiF4不属于盐，所以SiO2是酸性氧化物，不是两性氧化物，C错误；SiO2和水不反应，不能用SiO2和H2O反应制取H2SiO3，D错误。
10. (2024·瑞安中学高一检测)下列物质不能由两种单质直接化合生成的是(　D　)
①FeS ②H2S ③NO2 ④Mg3N2
⑤NH3 ⑥CuS ⑦SiC ⑧FeCl2
A. ②④⑧ B. ③⑥⑦
C. ③④⑤ D. ③⑥⑧
【解析】 ③氮气和氧气在高温或放电条件下生成一氧化氮，不能直接生成NO2；⑥铜与硫共热反应生成硫化亚铜，不能由单质直接化合生成；⑧铁在氯气中燃烧生成FeCl3。
11. 在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m∶n为(　C　)
A. 3∶2 B. 2∶3
C. 8∶3 D. 3∶8
12. (2024·杭州二中高一检测)下列说法中，错误的是(　A　)
A. 除去NO2中混有的NO气体的方法是通入足量的O2
B. NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
C. 除去NO中混有的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓硫酸的洗气瓶
D. NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉碘化钾试纸
【解析】 过量的氧气成为新杂质，A错误；由反应3NO2＋H2O====2HNO3＋NO可知，生成硝酸的NO2是还原剂，生成NO的NO2是氧化剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1∶2，B正确；除去NO中混有的NO2的方法是将气体依次通入盛有水和浓硫酸的洗气瓶中，NO2和水反应生成HNO3和NO，除去NO2，通过浓硫酸除去气体中的H2O，得到NO，C正确；NO2和溴蒸气具有强氧化性，都能使淀粉－KI试纸变蓝，现象相同，不能鉴别，NO2通入水中生成无色溶液且有无色气体产生，溴蒸气溶于水得到橙黄色溶液，NO2通入硝酸银溶液无沉淀生成，溴蒸气通入硝酸银溶液生成淡黄色沉淀，NO2通入CCl4无明显现象，溴蒸气通入CCl4发生萃取，故可用水、AgNO3溶液或CCl4鉴别NO2与溴蒸气，D正确。
13. (2024·余杭高级中学高一检测)根据下列实验事实得出的相应结论正确的是(　D　)
选项 实验事实 结论
A. NH3的水溶液可以导电 NH3是电解质
B. 向硝酸铁溶液中通入SO2，出现白色沉淀 BaSO3不溶于强酸
C. 硝酸具有挥发性 硝酸不稳定
D. 向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，产生白色沉淀 生成CaSO4沉淀
14. (2024·富阳中学高一检测)用如图所示装置完成相应实验(a、b、c中分别盛有试剂1、2、3)，下列能达到实验目的的是(　C　)
选项 试剂1 试剂2 试剂3 实验目的
A. H2O2溶液 MnO2 浓硫酸 制取干燥的H2
B. 浓硫酸 Cu片 浓硫酸 制取干燥的SO2
C. 浓盐酸 KMnO4 饱和NaCl溶液 制取Cl2并除去HCl
D. 浓硝酸 Fe片 H2O 制取干燥的NO2
【解析】 H2O2在MnO2催化作用下分解放出氧气而不是氢气，A错误；常温下铜和浓硫酸不反应，B错误；常温下，铁在浓硝酸中发生钝化，D错误。
15. (2024·象山中学高一检测)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示，下列说法中，正确的是(　C　)
A. 常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
B. 收集的氮氧化物的体积为20.16 L
C. 若参加反应的铜片的质量为44.8 g，则生成0.3 mol NaNO3
D. 反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物
【解析】 Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液， n(Cu)==0.7 mol，n(NaOH)=0.5 L×2 mol·L－1=1 mol，由得失电子守恒可知，44.8 g Cu失去电子的物质的量等于HNO3转化为NaNO2得到电子的物质的量，则0.7 mol×(2－0)=n(NaNO2)×(5－3)，解得n(NaNO2)=0.7 mol，由 Na原子守恒可得n(NaOH)=n(NaNO2)＋n(NaNO3)，则n(NaNO3)=1 mol－0.7 mol=0.3 mol，A、D错误，C正确；没有说明气体所处的状况，无法计算氮氧化物的体积，B错误。
[选择题答题区]
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 D D D C D A C A A D C A D C C
二、 非选择题(本大题共3小题，共40分)
16. (10分)(2024·严州中学高一检测)硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：
(1)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括陶瓷、水泥和玻璃，其中制玻璃的主要原料为　石英砂、纯碱、石灰石　。
(2)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作　阻燃剂　。
(3)下列关于硅及其化合物的叙述，正确的是　CDE　(填字母)。
A. 自然界中存在天然游离的硅单质
B. 已知C与Si的最高正价都是正四价，由于CO2＋H2O====H2CO3，用类比法可知：SiO2＋H2O====H2SiO3
C. 无机非金属材料AlN的熔、沸点很高，可作为耐高温材料制作特定仪器
D. Na[AlSi3O8]用氧化物形式表示为Na2O·Al2O3·6SiO2
E. 玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
(4)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图所示：
①写出制粗硅的化学方程式：　SiO2＋2CSi＋2CO↑　。
②上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外，还有　H2、HCl　。
(5)新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应为 3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，若生成标准状况下33.6 L CO，则反应过程中转移的电子数为　3　NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
【解析】 (5)由反应的化学方程式可知，碳是反应的还原剂，氮气是氧化剂，反应生成6 mol CO时，反应转移12 mol电子，则生成标准状况下33.6 L CO时，反应过程中转移的电子数为×2×NA mol－1=3NA。
17. (15分)(2024·春晖中学高一检测)SO2是含硫化合物中的一种重要物质，在生产和生活中有着重要用途。
(1)某研究小组用如图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已省略)。
①通入足量SO2时，C中观察到的现象为　溶液由棕黄色变成浅绿色　。
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：　2Fe3＋＋SO2＋2H2O====S＋4H＋＋2Fe2＋　。
b. 请设计实验方案检验溶液中是否还有Fe3＋：　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，则说明有Fe3＋，反之无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S。该做法　不合理　(填“合理”或“不合理”)，理由是　HNO3具有强氧化性，可以将溶解的SO2氧化成S，干扰实验　。
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　BC　(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 ℃)。
Ⅰ 　Ⅱ　 Ⅲ　 Ⅳ
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　2SO2＋O22SO3　。
②该同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有50 mL 2.5 mol·L－1NaOH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　3SO2＋5NaOH====2Na2SO3＋NaHSO3＋2H2O　。
【解析】 (1)①Fe3＋具有氧化性，与 SO2发生反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O==== S＋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，且溶液显紫色，如果紫色褪去，那么说明SO2具有还原性，B符合题意；碘水呈棕黄色，具有强氧化性，如果溶液颜色褪去，那么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，那么质量增加4.0 g，如果全部生成亚硫酸氢钠，那么质量增加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中n(NaOH)=0.125 mol，则n(SO2)∶n(NaOH)=0.075∶0.125=3∶5，化学方程式为3SO2＋5NaOH====2Na2SO3＋NaHSO3＋2H2O。
18. (15分)(2024·义乌中学高一检测)在如图所示的物质转化关系中，A是一种常见的气态氢化物，也是重要的化工产品、化工原料，B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体，E的相对分子质量比D的大17，制取E的流程示意图如图所示，G是一种红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
(1)A的电子式为　　。
(2)反应A＋BC的化学方程式为　4NH3＋5O24NO＋6H2O　。
(3)反应E＋GC的离子方程式为　3Cu＋8H＋＋2N====3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　。
(4)D＋FE中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　1∶2　。
(5)实验室保存E的浓溶液时用棕色试剂瓶，请用化学方程式解释原因：　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　。
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)=2.0 mol·L－1，c(HNO3)=1.0 mol·L－1。取100 mL该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成NO的体积为　2.24　L。
【解析】 A是一种常见的气态氢化物，也是重要的化工产品、化工原料，结合物质转化关系、E的相对分子质量比D大17可推知A为NH3；B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体，则B为氧气；G是一种红色金属单质，G为Cu；根据转化关系，可知C为NO，D为NO2，F为H2O，E为HNO3。(6)100 mL混合溶液中n(H＋)=0.1 L×2×2 mol·L－1＋0.1 L×1 mol·L－1=0.5 mol，12.8 g Cu的物质的量为=0.2 mol，由原子方程式3Cu＋8H＋＋2N====3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，可知硝酸根离子不足，故标准状况下生成NO的体积应根据硝酸根离子计算，即产生0.1 mol NO，体积为0.1 mol×22.4 L· mol－1=2.24 L。核心素养测评卷(五)　化工生产中的重要非金属元素
[时间：90分钟　满分：100分]
一、 选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1. (2024·镇海中学高一检测)化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法中，正确的是( )
A. 常温下，pH＜7的降水称为酸雨
B. SiO2是应用最为广泛的半导体材料
C. 玻璃的主要成分是CaCO3和Na2SiO3
D. 豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨的过程属于氮的固定
2. (2024·知临中学高一检测)下列关于反应颜色变化的说法，正确的是( )
A. 湿润的蓝色石蕊试纸与氨气接触后→试纸变为红色
B. 二氧化硫通入紫色石蕊溶液中→溶液先变红后褪色
C. 蔗糖中加入浓硫酸搅拌→蔗糖变为白色
D. 品红溶液中通入SO2→溶液变为无色
3. 下列说法中，正确的是( )
A. H2O2溶液、SO2、新制氯水、过氧化钠、臭氧、活性炭都有漂白性，其原理相同
B. 将SO2通入BaCl2溶液中可生成BaSO4沉淀
C. 检验SO2中是否混有CO2的方法是通过澄清石灰水
D. 向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，有白色沉淀生成
4. (2024·诸暨中学高一检测)氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法，正确的是( )
A. N2与过量O2反应可直接生成NO2
B. 用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火，是因为NH4Cl隔绝了空气
C. NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
D. 向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含N
5. (2024·宁波十校高一联考)哲学中“量变引起质变”规律广泛应用于化学反应。下列反应不符合这一规律的是( )
A. 铁和稀硝酸反应 B. 碳酸钠和盐酸反应
C. 氨水吸收尾气中SO2 D. 硫和铜在加热条件下反应
6. (2024·湖州二中高一检测)下列实验不能达到目的的是( )
选项 A. B. C. D.
实验 装置
实验 目的 实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收 用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓硫酸的脱水性、强氧化性
7. (2024·学军中学高一检测)下列现象或事实中不能用同一原理解释的是( )
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. 浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
D. 二氧化硫和H2S使酸性高锰酸钾溶液褪色
8. (2024·湖州中学高一检测)下列关于硫、氮及其化合物的说法，正确的是( )
A. 硫元素、氮元素在自然界中既有游离态，又有化合态
B. N2的化学性质稳定，可用作镁等金属的焊接保护气
C. 浓硫酸不可用来干燥H2S、HI、NH3气体，因其具有强氧化性
D. NO2、SO2都为酸性氧化物，都可与水反应生成相应的酸
9. (2024·金华十校高一联考)从物质类别、元素化合价、物质所含元素在元素周期表中的位置的角度可以认识有关物质的化学性质。下列说法中，正确的是( )
A. 硅在周期表中处于金属与非金属的交界处，Si单质具有半导体性质
B. SiO2中Si的化合价为＋4价，有氧化性，通过反应SiO2＋CSi＋CO2↑可制得粗硅
C. SiO2属于两性氧化物，既能与氢氧化钠溶液反应，也能与氢氟酸反应
D. H2SiO3属于弱酸，可由反应SiO2＋H2O====H2SiO3↓制得
10. (2024·瑞安中学高一检测)下列物质不能由两种单质直接化合生成的是( )
①FeS ②H2S ③NO2 ④Mg3N2
⑤NH3 ⑥CuS ⑦SiC ⑧FeCl2
A. ②④⑧ B. ③⑥⑦
C. ③④⑤ D. ③⑥⑧
11. 在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m∶n为( )
A. 3∶2 B. 2∶3
C. 8∶3 D. 3∶8
12. (2024·杭州二中高一检测)下列说法中，错误的是( )
A. 除去NO2中混有的NO气体的方法是通入足量的O2
B. NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
C. 除去NO中混有的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓硫酸的洗气瓶
D. NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉碘化钾试纸
13. (2024·余杭高级中学高一检测)根据下列实验事实得出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A. NH3的水溶液可以导电 NH3是电解质
B. 向硝酸铁溶液中通入SO2，出现白色沉淀 BaSO3不溶于强酸
C. 硝酸具有挥发性 硝酸不稳定
D. 向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，产生白色沉淀 生成CaSO4沉淀
14. (2024·富阳中学高一检测)用如图所示装置完成相应实验(a、b、c中分别盛有试剂1、2、3)，下列能达到实验目的的是( )
选项 试剂1 试剂2 试剂3 实验目的
A. H2O2溶液 MnO2 浓硫酸 制取干燥的H2
B. 浓硫酸 Cu片 浓硫酸 制取干燥的SO2
C. 浓盐酸 KMnO4 饱和NaCl溶液 制取Cl2并除去HCl
D. 浓硝酸 Fe片 H2O 制取干燥的NO2
15. (2024·象山中学高一检测)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示，下列说法中，正确的是( )
A. 常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
B. 收集的氮氧化物的体积为20.16 L
C. 若参加反应的铜片的质量为44.8 g，则生成0.3 mol NaNO3
D. 反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物
二、 非选择题(本大题共3小题，共40分)
16. (10分)(2024·严州中学高一检测)硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：
(1)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括陶瓷、水泥和玻璃，其中制玻璃的主要原料为 。
(2)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作 。
(3)下列关于硅及其化合物的叙述，正确的是 (填字母)。
A. 自然界中存在天然游离的硅单质
B. 已知C与Si的最高正价都是正四价，由于CO2＋H2O====H2CO3，用类比法可知：SiO2＋H2O====H2SiO3
C. 无机非金属材料AlN的熔、沸点很高，可作为耐高温材料制作特定仪器
D. Na[AlSi3O8]用氧化物形式表示为Na2O·Al2O3·6SiO2
E. 玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
(4)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图所示：
①写出制粗硅的化学方程式： 。
②上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外，还有 。
(5)新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应为 3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，若生成标准状况下33.6 L CO，则反应过程中转移的电子数为 NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
17. (15分)(2024·春晖中学高一检测)SO2是含硫化合物中的一种重要物质，在生产和生活中有着重要用途。
(1)某研究小组用如图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已省略)。
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S。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 ℃)。
Ⅰ 　Ⅱ　 Ⅲ　 Ⅳ
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的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有50 mL 2.5 mol·L－1NaOH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 。
18. (15分)(2024·义乌中学高一检测)在如图所示的物质转化关系中，A是一种常见的气态氢化物，也是重要的化工产品、化工原料，B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体，E的相对分子质量比D的大17，制取E的流程示意图如图所示，G是一种红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
(1)A的电子式为 。
(2)反应A＋BC的化学方程式为 。
(3)反应E＋GC的离子方程式为 。
(4)D＋FE中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)实验室保存E的浓溶液时用棕色试剂瓶，请用化学方程式解释原因： 。
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)=2.0 mol·L－1，c(HNO3)=1.0 mol·L－1。取100 mL该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成NO的体积为 L。 (共40张PPT)
核心素养测评卷(五)　化工生产中的重要非金属元素
[时间：90分钟　满分：100分]
高中化学 必修 第二册
一、 选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1. (2024·镇海中学高一检测)化学与生活、生产、科技、环境
等密切相关。下列说法中，正确的是(　　)
A. 常温下，pH＜7的降水称为酸雨
B. SiO2是应用最为广泛的半导体材料
C. 玻璃的主要成分是CaCO3和Na2SiO3
D. 豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨的过程属于氮的固定
D
2. (2024·知临中学高一检测)下列关于反应颜色变化的说法，
正确的是(　　)
A. 湿润的蓝色石蕊试纸与氨气接触后→试纸变为红色
B. 二氧化硫通入紫色石蕊溶液中→溶液先变红后褪色
C. 蔗糖中加入浓硫酸搅拌→蔗糖变为白色
D. 品红溶液中通入SO2→溶液变为无色
D
3. 下列说法中，正确的是(　　)
A. H2O2溶液、SO2、新制氯水、过氧化钠、臭氧、活性炭都有漂白性，其原理相同
B. 将SO2通入BaCl2溶液中可生成BaSO4沉淀
C. 检验SO2中是否混有CO2的方法是通过澄清石灰水
D. 向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，有白色沉淀生成
D
【解析】 H2O2溶液、新制氯水、过氧化钠和臭氧因具有强氧化性而具有漂白性，SO2因能和有色物质化合而具有漂白性，活性炭因具有吸附性而具有漂白性，A错误；SO2和BaCl2溶液不反应，B错误；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误。
4. (2024·诸暨中学高一检测)氮及其化合物对人类生存和社会
发展意义重大。下列关于氮及其化合物的说法，正确的是(　　)
A. N2与过量O2反应可直接生成NO2
B. 用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火，是因为NH4Cl
隔绝了空气
C. NH3氧化为NO是工业制硝酸的重要反应
D. 向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸
放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含N
C
【解析】 N2与过量O2在高温或放电条件下反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，A错误；用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体，从而隔绝了空气，B错误；NH3催化氧化生成NO，该反应是工业制硝酸的重要反应，C正确；反应后的溶液没有加热且使用稀NaOH溶液，因此不能判断原溶液中是否含有N，D错误。
5. (2024·宁波十校高一联考)哲学中“量变引起质变”规律广
泛应用于化学反应。下列反应不符合这一规律的是(　　)
A. 铁和稀硝酸反应 B. 碳酸钠和盐酸反应
C. 氨水吸收尾气中SO2 D. 硫和铜在加热条件下反应
【解析】 硫和铜在加热条件下反应只生成Cu2S，与量无关，D正确。
D
6. (2024·湖州二中高一检测)下列实验不能达到目的的是(　　)
A
选项 A. B. C. D.
实验 装置
实验 目的 实验室制氨气 实验室氨气尾气吸收 用氯化氢气体和饱和食盐水做喷泉实验 验证浓硫酸的脱水性、强氧化性
7. (2024·学军中学高一检测)下列现象或事实中不能用同一原
理解释的是(　　)
A. 浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B. 硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C. 浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
D. 二氧化硫和H2S使酸性高锰酸钾溶液褪色
C
【解析】 浓硝酸和氯水见光易分解，所以用棕色试剂瓶保存，A错误；硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中都会被空气氧化，B错误；浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，二者在空气中浓度都降低，但不能用同一原理解释，C正确；SO2和H2S都具有还原性，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D错误。
8. (2024·湖州中学高一检测)下列关于硫、氮及其化合物的说
法，正确的是(　　)
A. 硫元素、氮元素在自然界中既有游离态，又有化合态
B. N2的化学性质稳定，可用作镁等金属的焊接保护气
C. 浓硫酸不可用来干燥H2S、HI、NH3气体，因其具有强氧化
性
D. NO2、SO2都为酸性氧化物，都可与水反应生成相应的酸
A
【解析】 N2能与镁反应生成氮化镁，不可以作金属镁焊接的保护气，B错误；浓硫酸具有强氧化性，H2S、HI具有还原性，易被浓硫酸氧化，NH3为碱性气体，浓硫酸不可用来干燥NH3的原因是硫酸具有酸性，C错误；NO2和水反应生成硝酸和NO，发生了氧化还原反应，不属于酸性氧化物，D错误。
9. (2024·金华十校高一联考)从物质类别、元素化合价、物质
所含元素在元素周期表中的位置的角度可以认识有关物质的化学性质。下列说法中，正确的是(　　)
A. 硅在周期表中处于金属与非金属的交界处，Si单质具有半导体性质
B. SiO2中Si的化合价为＋4价，有氧化性，通过反应SiO2＋CSi＋CO2↑可制得粗硅
C. SiO2属于两性氧化物，既能与氢氧化钠溶液反应，也能与氢氟酸反应
D. H2SiO3属于弱酸，可由反应SiO2＋H2O====H2SiO3↓制得
A
【解析】 CO2能被C还原为CO，所以该反应中生成CO而不是CO2，B错误；SiO2和NaOH溶液反应生成盐和水，和HF反应生成SiF4和H2O，SiF4不属于盐，所以SiO2是酸性氧化物，不是两性氧化物，C错误；SiO2和水不反应，不能用SiO2和H2O反应制取H2SiO3，D错误。
10. (2024·瑞安中学高一检测)下列物质不能由两种单质直接化
合生成的是(　　)
①FeS ②H2S ③NO2 ④Mg3N2
⑤NH3 ⑥CuS ⑦SiC ⑧FeCl2
A. ②④⑧ B. ③⑥⑦
C. ③④⑤ D. ③⑥⑧
【解析】 ③氮气和氧气在高温或放电条件下生成一氧化氮，不能直接生成NO2；⑥铜与硫共热反应生成硫化亚铜，不能由单质直接化合生成；⑧铁在氯气中燃烧生成FeCl3。
D
11. 在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水
中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留体积的气体，
该气体与空气接触后变为红棕色，则m∶n为(　　)
A. 3∶2 B. 2∶3
C. 8∶3 D. 3∶8
C
12. (2024·杭州二中高一检测)下列说法中，错误的是(　　)
A. 除去NO2中混有的NO气体的方法是通入足量的O2
B. NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
C. 除去NO中混有的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓硫酸的洗气瓶
D. NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4，但不能用湿润的淀粉碘化钾试纸
A
【解析】 过量的氧气成为新杂质，A错误；由反应3NO2＋H2O====2HNO3＋NO可知，生成硝酸的NO2是还原剂，生成NO的NO2是氧化剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1∶2，B正确；除去NO中混有的NO2的方法是将气体依次通入盛有水和浓硫酸的洗气瓶中，NO2和水反应生成HNO3和NO，除去NO2，通过浓硫酸除去气体中的H2O，得到NO，C正确；NO2和溴蒸气具有强氧化性，都能使淀粉－KI试纸变蓝，现象相同，不能鉴别，NO2通入水中生成无色溶液且有无色气体产生，溴蒸气溶于水得到橙黄色溶液，NO2通入硝酸银溶液无沉淀生成，溴蒸气通入硝酸银溶液生成淡黄色沉淀，NO2通入CCl4无明显现象，溴蒸气通入CCl4发生萃取，故可用水、AgNO3溶液或CCl4鉴别NO2与溴蒸气，D正确。
13. (2024·余杭高级中学高一检测)根据下列实验事实得出的相应结论正确的是(　　)
D
选项 实验事实 结论
A. NH3的水溶液可以导电 NH3是电解质
B. 向硝酸铁溶液中通入SO2，出现白色沉淀 BaSO3不溶于强酸
C. 硝酸具有挥发性 硝酸不稳定
D. 向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，产生白色沉淀 生成CaSO4沉淀
14. (2024·富阳中学高一检测)用如图所示装置
完成相应实验(a、b、c中分别盛有试剂1、2、
3)，下列能达到实验目的的是(　　)
选项 试剂1 试剂2 试剂3 实验目的
A. H2O2溶液 MnO2 浓硫酸 制取干燥的H2
B. 浓硫酸 Cu片 浓硫酸 制取干燥的SO2
C. 浓盐酸 KMnO4 饱和NaCl溶液 制取Cl2并除去HCl
D. 浓硝酸 Fe片 H2O 制取干燥的NO2
C
【解析】 H2O2在MnO2催化作用下分解放出氧气而不是氢气，A错误；常温下铜和浓硫酸不反应，B错误；常温下，铁在浓硝酸中发生钝化，D错误。
15. (2024·象山中学高一检测)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化
物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2
的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示，下列说法中，正
确的是(　　)
A. 常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
B. 收集的氮氧化物的体积为20.16 L
C. 若参加反应的铜片的质量为44.8 g，则生成0.3 mol NaNO3
D. 反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物
C
【解析】 Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液， n(Cu)==0.7 mol，n(NaOH)=0.5 L×2 mol·L－1=
1 mol，由得失电子守恒可知，44.8 g Cu失去电子的物质的量等于HNO3转化为NaNO2得到电子的物质的量，则0.7 mol×(2－0)=n(NaNO2)×(5－3)，解得n(NaNO2)=0.7 mol，由 Na原子守恒可得n(NaOH)=n(NaNO2)＋n(NaNO3)，则n(NaNO3)=1 mol－0.7 mol=0.3 mol，A、D错误，C正确；没有说明气体所处的状况，无法计算氮氧化物的体积，B错误。
二、 非选择题(本大题共3小题，共40分)
16. (10分)(2024·严州中学高一检测)硅单质及其化合物应用广
泛。请回答下列问题：
(1)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括陶瓷、水
泥和玻璃，其中制玻璃的主要原料为______________________。
(2)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用
作__________。
石英砂、纯碱、石灰石
阻燃剂
(3)下列关于硅及其化合物的叙述，正确的是______(填字母)。
A. 自然界中存在天然游离的硅单质
B. 已知C与Si的最高正价都是正四价，由于CO2＋H2O==== H2CO3，用类比法可知：SiO2＋H2O====H2SiO3
C. 无机非金属材料AlN的熔、沸点很高，可作为耐高温材料制作特定仪器
D. Na[AlSi3O8]用氧化物形式表示为Na2O·Al2O3·6SiO2
E. 玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
CDE
(4)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图所示：
①写出制粗硅的化学方程式：________________________。
②上述工艺生产中循环使用的物质除Si、SiHCl3外，还有
_____________。
SiO2＋2CSi＋2CO↑
H2、HCl
(5)新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应为 3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO，若生成标准状况下33.6 L CO，则反应过程中转移的电子数为
__________NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
【解析】 (5)由反应的化学方程式可知，碳是反应的还原剂，氮气是氧化剂，反应生成6 mol CO时，反应转移12 mol电子，则生成标准状况下33.6 L CO时，反应过程中转移的电子数为×2×NA mol－1=3NA。
3
17. (15分)(2024·春晖中学高一检测)SO2是含硫化合物中的一种重要物质，在生产和生活中有着重要用途。
(1)某研究小组用如图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已省略)。
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：_______________ ______________________________。
溶液由棕黄色变成浅
绿色
2Fe3＋＋SO2＋
2H2O====S＋4H＋＋2Fe2＋
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S。该做法________
(填“合理”或“不合理”)，理由是_______________________
______________________________________。
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，则说明有Fe3＋，反之无Fe3＋
不合理
HNO3具有强氧化性，可
以将溶解的SO2氧化成S，干扰实验
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
BC
(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 ℃)。
Ⅰ 　 Ⅱ　 Ⅲ　 Ⅳ
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
______________________________。
2SO2＋O2 2SO3
②该同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置，若装置Ⅳ中有50 mL
2.5 mol·L－1NaOH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___________________________________
___________。
3SO2＋5NaOH====2Na2SO3＋NaHSO3
＋2H2O
【解析】 (1)①Fe3＋具有氧化性，与 SO2发生反应：2Fe3＋＋SO2＋2H2O==== S＋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，且溶液显紫色，如果紫色褪去，那么说明SO2具有还原性，B符合题意；碘水呈棕黄色，具有强氧化性，如果溶液颜色褪去，那么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，那么质量增加4.0 g，如果全部生成亚硫酸氢钠，那么质量增加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中n(NaOH)=0.125 mol，则n(SO2)∶n(NaOH)=0.075∶0.125=3∶5，化学方程式为3SO2＋5NaOH====2Na2SO3＋NaHSO3＋2H2O。
18. (15分)(2024·义乌中学高一检测)在如图所示的物质转化关系中，A是一种常见的气态氢化物，也是重要的化工产品、化工原料，B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体，E的相对分子质量比D的大17，制取E的流程示意图如图所示，G是一种红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
(1)A的电子式为____________。
(2)反应A＋B C的化学方程式为______________________
________________。
(3)反应E＋G C的离子方程式为______________________ ______________________。
(4)D＋F E中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
__________。
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
3Cu＋8H＋＋2N====
3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
1∶2
(5)实验室保存E的浓溶液时用棕色试剂瓶，请用化学方程式解
释原因：___________________________________。
(6)有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，其中c(H2SO4)=
2.0 mol·L－1，c(HNO3)=1.0 mol·L－1。取100 mL该混合溶液与12.8 g铜粉反应，标准状况下生成NO的体积为________L。
4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
2.24
【解析】 A是一种常见的气态氢化物，也是重要的化工产品、化工原料，结合物质转化关系、E的相对分子质量比D大17可推知A为NH3；B是能使带火星的木条复燃的无色、无味气体，则B为氧气；G是一种红色金属单质，G为Cu；根据转化关系，可知C为NO，D为NO2，F为H2O，E为HNO3。(6)100 mL混合溶液中n(H＋)=0.1 L×2×2 mol·L－1＋0.1 L×1 mol·L－1=
0.5 mol，12.8 g Cu的物质的量为=0.2 mol，由原子方程式3Cu＋8H＋＋2N====3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，可知硝酸根离子不足，故标准状况下生成NO的体积应根据硝酸根离子计算，即产生0.1 mol NO，体积为0.1 mol×22.4 L· mol－1 =2.24 L。

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