化学人教版高中必修二（2019年新编）-第五章 化工生产中的重要非金属（过关检测）（解析版）

第五章化工生产中的重要非金属元素过关检测一、选择题(每小题3分共48分.每小题只有一个选项符合题意)1．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是()A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品，其主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐[答案]C[解析]陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；陶瓷的主要原料是黏土，玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，水泥的主要原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，D项错误。2.中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正确的是()A．酸雨主要是由空气中CO2的浓度增大引起的B．酸雨能直接损伤农作物，破坏森林，加速桥梁的腐蚀C向煤中加入适量石灰石，在燃烧时SO2最终生成CaSO3，可减少酸雨D．汽车排气管上装有“催化转化器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2，但不利于酸雨的防治[答案]B3．下列说法不正确的是()A．活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色，但原理不同B．非金属氧化物不一定是酸性氧化物，金属氧化物多数是碱性氧化物C．同温同压下，两份相同质量的铁粉，分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应，产生气体的体积相同D．将CO2气体通入BaCl2溶液中至饱和未见沉淀生成，继续通入NO2则有沉淀生成[答案]D[解析]选项A，活性炭能使品红溶液褪色是利用了活性炭的吸附性，SO2能使品红溶液褪色是利用了SO2可与品红生成不稳定的无色物质，Na2O2具有强氧化性，使品红溶液褪色，三者使品红溶液褪色的原理不同；选项B，如NO、CO不是酸性氧化物，大多数金属氧化物是碱性氧化物；选项C，根据反应：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，同温同压下，等物质的量的Fe参与反应时生成的H2、NO的体积相等；选项D，继续通入NO2，NO2与水反应产生HNO3，但没有沉淀生成。4．下列说法错误的是()A．H2O2使氯水浅黄绿色褪去，体现了H2O2的漂白性B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率C．向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入过量的CO2，可以得到两种沉淀D．浓硫酸和蔗糖混合加热，产生的气体通入足量酸性KMnO4溶液中，气体不可能完全被吸收[答案]A[解析]H2O2使氯水褪色，体现了H2O2的还原性，A项错误；加几滴CuSO4溶液后，Zn与CuSO4反应生成Cu，从而形成无数细小的原电池，加快了生成H2的速率，B项正确；向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入过量的CO2，得到Al(OH)3和H2SiO3两种沉淀，C项正确；浓硫酸与蔗糖混合加热产生二氧化碳和二氧化硫两种气体，二氧化硫能与酸性高锰酸钾溶液反应，二氧化碳不能与之反应，D项正确。5．在给定条件下，下列选项物质间不满足每一步转化均能实现的是()[答案]A[解析]NO与NaOH溶液不反应，A符合题意。6．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．标准状况下，1molSO3的体积为22.4LB．1molCu与足量的S充分反应，转移的电子数为2NAC．0.2molCu与含0.4mol的浓硫酸在加热的条件下反应时，生成的SO2在标准状况下的体积为4.48LD．0.5molCu与足量浓HNO3反应时，转移的电子数为NA[答案]D[解析]A选项，SO3在标准状况下为固体；B选项，1molCu与足量的S反应生成Cu2S，转移的电子数为NA；C选项，随着反应的进行，H2SO4溶液浓度逐渐减小，Cu与稀硫酸不反应，因此生成的SO2在标准状况下的体积小于4.48L；D选项，0.5molCu与足量浓硝酸反应生成Cu(NO3)2，转移的电子数为0.5×2×NA＝NA。7．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是()A．两个实验均表现了NH3易溶于水B．两个实验均表现了NH3易挥发C．两个实验均表现了NH3是碱性气体D．两个实验均表现了NH3是还原性气体[答案]C[解析]实验一是氨的喷泉实验，证明氨极易溶于水，形成一水合氨弱碱溶液，酚酞溶液变红色，证明氨是碱性气体。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨是碱性气体。8．如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是()A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C中溶液变浑浊C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解D．若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊溶液，则C中溶液先变红后褪色[答案]B[解析]浓盐酸与MnO2反应需要加热，A项错误；Al(OH)3不与弱碱性的氨水反应，C项错误；SO2具有漂白性，但不能使石蕊溶液褪色，D项错误。9．把铁与铜的混合物放入稀硝酸中，反应后过滤，把滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则滤液中一定含有的金属盐是()A．Cu(NO3)2 B．Fe(NO3)3C．Fe(NO3)2 D．Fe(NO3)2和Cu(NO3)2[答案]C[解析]Fe、Cu能与稀硝酸反应，反应后有固体剩余，则溶液中有Fe(NO3)2，无Fe(NO3)3，因为Fe3＋能氧化Fe、Cu。由于滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，说明该固体只有Cu没有Fe，所以滤液一定有Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2。10．下列离子方程式正确的是()A．足量SO2通入少量石灰水中：SO2＋Ca2＋＋2OH－=CaSO3↓＋H2OB．(NH4)2SO4溶液与NaOH溶液共热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OC．FeO与稀HNO3反应：FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OD．稀HNO3与过量Fe反应：Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O[答案]B[解析]A项，过量SO2与Ca(OH)2反应生成Ca(HSO3)2，错误；C项，Fe2＋被HNO3氧化，不能生成Fe2＋，错误；D项，过量Fe反应时生成Fe2＋，错误。11．有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验：实验操作现象(1)a和b混合气体变红棕色(2)c和d混合产生白烟(3)c和e分别通入少量溴水中溴水均变成无色透明的液体(4)b和e分别通入氢硫酸中均产生淡黄色浑浊则a、b、c、d、e依次可能是()A．O2、NO、HCl、NH3、CO2B．O2、NO、NH3、HCl、SO3C．NO、O2、NH3、HCl、SO2D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4[答案]C[解析]由a和b混合，气体变成红棕色，可知两种气体为NO和O2；b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀，b为O2，a为NO；c和d混合产生白烟，c通入少量溴水中可使溴水变成无色透明的液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透明的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，结合选项分析，e可能为SO2，C项符合题意。12．将X气体通入BaCl2溶液中，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是()选项XYASO2H2SBCl2CO2CNH3CO2DSO2Cl2[答案]B[解析]A选项，SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，不符合题意；B选项，CO2不与BaCl2溶液反应，符合题意；C选项，NH3＋H2ONH3·H2O、2NH3·H2O＋CO2(少量)=(NH4)2CO3＋H2O、(NH4)2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NH4Cl，不符合题意；D选项，SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl、H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl，不符合题意。13．下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是()A．1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸共热B．1molMnO2与含2molH2O2的溶液共热C．常温下1molAl投入足量的浓硫酸中D．常温下1molCu投入含4molHNO3的浓硝酸中[答案]D[解析]A中随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，根据Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，Cu不能完全溶解；B中MnO2作催化剂；C中铝会钝化；D中随着反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸，但稀硝酸也与铜反应，依Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑、3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑，Cu可以完全溶解。14．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，图中哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系()A．a点B．b点C．c点D．d点[答案]A[解析]Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有eq\f(1,4)被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为3Cu～2HNO3(还原)，A正确。15．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NOC．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FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4，该反应为可逆反应，NO不能完全吸收，且NO不溶于水，装置J收集的气体中含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，停止通入N2，故C正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO和铜反应生成了氧化铜，故D正确。16．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL[答案]A[解析]根据题意可知，Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2所失电子的量与1.68LO2(标准状况)所得电子的量相等，则n(Cu2＋)＝2n(O2)＝2×eq\f(1.68L,22.4L·mol－1)＝0.15mol，根据Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓可知，使所得Cu(NO3)2溶液中Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH的物质的量为0.3mol，需5mol·L－1NaOH溶解的体积为eq\f(0.3mol,5mol·L－1)＝60mL。二、非选择题(包括5小题,共52分)17．(11分)为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计了如图所示的一组实验：用三个集气瓶收集满SO2、NO2，然后分别倒置于盛有水的水槽中；分别缓慢通入适量O2或Cl2；一段时间后，装置A、B的集气瓶中充满溶液，装置C的集气瓶中还有气体剩余。(1)写出装置A中总反应的化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(2)实验前，在装置C的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是溶液变红，通入氧气后，可观察到的现象是红色变深。写出发生反应的总化学方程式：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4。(3)装置B中，溶液充满集气瓶后，在水槽里滴加适量的Ba(NO3)2溶液，可观察到的现象为出现白色沉淀，写出有关反应的离子方程式：Cl2＋SO2＋2H2O=2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。答案:(1)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(2)溶液变红，红色变深。2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4。(3)出现白色沉淀，Cl2＋SO2＋2H2O=2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。解析：(1)装置A中发生的反应有3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、2NO＋O2=2NO2，相加得总反应方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(2)SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3是还原性酸，通入氧气后，被氧化成H2SO4，溶液红色变深。(3)氯气在水中将SO2氧化成H2SO4，H2SO4扩散到水槽中，与Ba(NO3)2反应，生成BaSO4沉淀。18．(16分)依据图1中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为___________________________。(2)若要收集一瓶氨气，请将下列装置补充完整，在图2虚框内画出连接图。(3)下列试剂不能用于干燥NH3的是___________。A．浓硫酸B．碱石灰C．NaOH固体(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步：①NH3→NO的化学方程式为___________________。②NO→NO2反应的实验现象是________________________。③NO2＋H2O→HNO3中氧化剂与还原剂物质的量之比为______。(5)图1中，实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保，则该物质的化学式为____________。(6)若要将NH3→N2，从原理上看，下列试剂可行的是______。A．O2 B．NaC．NH4Cl D．NO2答案:(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。(2)(3)A。(4)①4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O。②无色气体变为红棕色。③为1∶2。(5)H2O2。(6)AD。解析：(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。(2)氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出。(3)浓硫酸和氨气反应，不能干燥氨气，A错误；碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体，可以干燥氨气，B正确；NaOH固体吸收水分不与氨气反应，可以干燥氨气，C正确。(4)①NH3→NO反应是氨气的催化氧化，反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O。②NO→NO2反应的实验现象是无色气体变为红棕色气体。③二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反应中二氧化氮中氮元素的化合价由＋4价变为＋5价和＋2价，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。(5)图1中，实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保，则该物质的化学式为H2O2,3H2O2＋2NO=2HNO3＋2H2O。(6)若要将NH3→N2，氮元素化合价－3价变化为0价，则氨气作还原剂被氧化。A项，O2可以氧化氨气为氮气，正确；B项，Na是还原剂，不能氧化氨气，错误；C项，NH4Cl中氮元素化合价为－3价，不能和氨气反应生成氮气，错误；D项，NO2和氨气反应作氧化剂，氮元素化合价可以变化为0价，生成氮气，正确。19．(6分)完成下列各题：(1)中国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以黏土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料，经高温烧结而成。若以氧化物形式表示黏土的组成，应写为________________________。(2)赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，这一过程中发生反应的化学方程式为__________________。(3)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，工业上是用氯酸钠(NaClO3)与浓盐酸反应生产ClO2的，反应过程中同时会生成氯气。写出该反应的化学方程式_____________答案:(1)Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)2NaClO3＋4HCl(浓)=Cl2↑＋2ClO2↑＋2NaCl＋2H2O。解析：(1)铝的氧化物为Al2O3，硅的氧化物为SiO2，氢的氧化物为H2O，则根据活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、SiO2、H2O的顺序可知，Al2Si2O5(OH)4可改成Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式为SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)根据提示可得氯酸钠与浓盐酸反应的化学方程式为2NaClO3＋4HCl(浓)=2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。20．(10分)SO2是重要的化工原料，回收利用SO2既能减少大气污染，又能充分利用资源。有学者提出利用Fe3＋、Fe2＋等离子的作用，在常温下将SO2氧化成SOeq\o\al(2－,4)而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组设计如下方案。在实验室条件下测定转化器的脱硫效率：(1)写出Fe3＋将SO2氧化成SOeq\o\al(2－,4)的离子方程式：________________________。(2)若上述实验是在标准状况下进行的，欲测定转化器的脱硫效率，现已测得气体流量和模拟烟气中SO2的体积分数，还需要测定的数据是____________。(3)向滴有紫色石蕊溶液的试管中通入SO2气体，现象是__________________；若继续向其中通入足量的氯气，现象是__________________，涉及的反应化学方程式为______________________。答案:(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(2)BaSO4沉淀的质量、时间。(3)紫色石蕊溶液变红；变红的溶液逐渐褪色，Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4、Cl2＋H2OHCl＋HClO。21．(9分)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。