化工生产中的重要非金属元素测试题 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章化工生产中的重要非金属元素测试题一、单选题1．某化合物由W、X、Y、Z四种短周期主族元素组成，W、X、Y、Z的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，且四种元素的最外层电子数均不相同，其中X、Y、Z为同周期相邻元素。下列说法错误的是A．原子半径：X>Y>Z>W B．XW是一种优质的耐高温材料C．最高正化合价：X<Y<Z<W D．该化合物的化学式可能为X2Y4Z5W182．下列物质不能通过单质与单质直接反应生成的是A．Na2O B．FeCl2 C．NO D．SiO23．下列关于硅的叙述中正确的是A．硅是光导纤维的主要成分B．硅是良好的半导体材料C．硅在自然界中主要以单质形式存在D．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应4．关于NH4Cl的说法正确的是A．溶于水温度升高 B．可作氮肥C．受热分解可制氨气 D．属于共价化合物5．空气中的硫酸盐会加剧雾霾的形成，我国科学家用下列实验研究空气中硫酸盐的成因：以或空气为载气，将和按一定比例混合，通入不同吸收液，相同时间后，检测吸收液的含量，数据如下：下列说法正确的是反应载气吸收液含量数据分析①蒸馏水aⅰ．ⅱ．若起始不通入，则最终检测不到②3%氨水b③空气蒸馏水c④3%氨水dA．和都属于酸性氧化物B．产生的反应中表现了还原性C．农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加剧雾霾的形成D．实验表明硫酸盐的形成主要与空气中的有关6．下列能使品红溶液褪色的气体是A．CO2 B．O2 C．SO2 D．NH37．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是A．1molNa2O和Na2O2的混合物中含有的阴、阳离子总数是3NAB．1molNH2-所含的质子数和电子数都为10NAC．标况下，22.4LH2O、H2O2、O2均含有NA个分子D．含2molH2SO4的浓H2SO4与足量铜在加热条件下反应，有1molH2SO4被还原8．下列为除去物质中的少量杂质所选试剂不正确的是选项物质(杂质)试剂ACO2(NH3)浓硫酸BH2(SO2)氢氧化钾溶液CNO(NO2)水DNH3(SO2)品红溶液A．A B．B C．C D．D9．将CO2气体分别通入下列溶液中至过量，最终溶液中有白色沉淀析出的是①BaCl2溶液②Na2SiO3溶液③Ca(OH)2溶液④饱和Na2CO3溶液A．②④ B．①② C．①②③④ D．①③10．下列有关物质性质和用途的说法，正确的是A．可用于呼吸面具供氧 B．硅可以用来制备光导纤维C．FeO常用作红色油漆和涂料 D．Ca(ClO)2可以做游泳池的消毒剂11．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①② B．②③ C．③④ D．①④12．氮是植物生长必需的元素，在大气中主要以分子形式存在在放电条件下，与O2可发生反应：。20世纪初，德国化学家哈伯等首次合成了氨气，化学方程式为：，生成的NH3与HCl反应合成氮肥。固氮可分为人工固氮和自然固氮。下列可实现自然固氮的是A．N2→NO B．N2→NH3（合成氨） C．NH3→NO D．NO→NO213．下列物质不能用于自来水消毒的是A．SO2 B．Cl2 C．ClO2 D．O314．下列有关硫的性质及应用的描述，错误的是（）A．从硫的化合价角度分析，单质硫既具有氧化性又具有还原性B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物C．试管内壁沾有硫粉，可用CS2或热的NaOH洗涤D．单质硫燃烧时，氧气少量可生成SO2，氧气足量时可生成SO315．化学与环境密切相关。下列叙述错误的是（）A．汽油标准由“国标V”提高到“国标Ⅵ”，与改善空气质量有关B．“光化学烟雾”、“雾霾天气”“PM2.5”等与汽车尾气排放有关C．燃煤中加入生石灰，与减少碳、硫氧化物的排放量有关D．以农作物秸秆为原料制沼气、乙醇等清洁燃料，与碳循环经济有关二、非选择题16．某学习小组为了探究碳与浓H2SO4反应的产物，将浓H2SO4和木炭反应产生的气体进行以下实验：(1)气体通过无水硫酸铜，固体变蓝，说明气体中含有_______(填化学式)。(2)气体通入品红溶液，溶液褪色；微热，溶液恢复红色。说明气体中含有_______(填化学式)；(3)气体通入足量的澄清石灰水，产生白色沉淀，该小组认为气体中含有CO2，你认为该结论：_______(填“正确”或“不正确”)。(4)请写出浓H2SO4和木炭反应的化学方程式：_______。17．“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。(1)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式______。(2)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。①尾气可用软锰矿浆(MnO2)吸收，写出如图所示“反应I”的化学方程式______。②尾气也可用氨水法处理，写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式______。(3)取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品［只含(NH4)2SO4和NH4HSO4]3.875g，与足量NaOH混合后加热充分反应，共收集到氨气1.232L(已折合为标准状况)，求该副产品中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比(写出计算过程)______18．利用地壳中含某主要元素的物质作原料，生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：(1)计算机芯片的主要成分是_______。(2)光导纤维的主要成分是_______，其遇到强碱易被腐蚀，请写出该物质与氢氧化钠反应的化学方程式：_______。(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是_______。(4)常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体的物质是_______。19．硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。回答下列问题：(1)Si是良好的半导体材料，试写出硅单质的一种用途：_______。(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，烧碱溶液对玻璃有腐蚀性，写出SiO2与烧碱溶液反应的离子方程式为_______。(3)Na2SiO3溶液俗称_______，往Na2SiO3溶液中通入足量CO2气体发生的现象是：_______。(4)工业上常用焦炭和二氧化硅在高温条件下制备粗硅，该反应的化学方程式为_______。20．尾气处理收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是：①____________________________，②______________________________。21．将23.9g表面已锈蚀成铜绿的铜片投入100mL一定浓度的硝酸中，充分反应后，得到成和NO混合气体，反应后溶液中的物质的量为0.160mol，向反应后的溶液中加入1mol/LNaOH溶液，至恰好完全沉淀，洗涤，干燥后得到29.4g蓝色固体。(1)铜片中单质铜的质量为_______g。(2)和NO混合气体与一定量混合后通入水中恰好被完全吸收生成，所需在标准状况下的体积为_______L。(3)恰好完全沉淀时，加入NaOH溶液体积为_______L。22．研究铜与浓硫酸反应时硫酸的最低浓度。甲组同学设计了方案一(实验装置如图1所示)，乙组同学设计了方案二(实验装置如图2所示)。已知：Cu2+能与[Fe(CN)6]4-离子结合生成红棕色沉淀，可用于检验溶液中微量的Cu2+。(1)甲组同学的方案是：在图1圆底烧瓶中放入少量Cu片和VmLK4[Fe(CN)6]溶液，通过仪器M缓慢、逐滴地加入cmol·L-1浓硫酸(记录滴加前后的读数，以确定所滴加浓硫酸的体积)，至刚好出现红棕色沉淀时停止滴加浓硫酸，根据滴加浓硫酸的体积(设为bmL)及K4[Fe(CN)6]溶液的体积，即可计算反应所需硫酸的最低浓度为mol·L-1，仪器M的名称是_______；cmol·L-1'浓硫酸的质量分数为98%，密度为1.84g·cm-3，则c=_______；有同学对甲组同学的方案提出质疑，由于对K4[Fe(CN)6]的性质缺乏了解，如受热时该物质是否发生分解？若是，则该方案就存在问题。请对甲组同学的方案再提出一条合理质疑_______。(2)乙组同学在图2的圆底烧瓶中放入足量铜粉和30mL98%的浓硫酸，待反应结束，撒去酒精灯。打开a通入足量的空气，以确保生成的SO2气体全部进入烧杯中完全吸收。将烧杯取下，向其中加入足量盐酸酸化的双氧水，再加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥后称量沉淀的质量为23.3g，计算可得出该实验条件下能与铜反应的硫酸浓度c(H2SO4)>_______(忽略反应中溶液的体积变化，保留1位小数)。【参考答案】一、单选题1．C解析：短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，X，Y，Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，设X的最外层电子数为x，W的最外层电子数为y，则x+x+1+x+2+y=15，整理可得3x+y=12，且x＜4、y≤8，x=1时y=9＞8(不符合)，x=2时y=6，结合原子序数可知X为Mg，Y为Al，Z为Si，W为O元素；x=3时y=3，X、W同主族(不符合要求)，以此分析解答。结合分析可知，W为O，X为Mg，Y为Al，Z为Si元素，A．主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径大小顺序为：X＞Y＞Z＞W，故A正确；B．XW是MgO，氧化镁熔点高，耐高温，是良好的耐火材料，可制作坩埚，故B正确；C．W为O，无最高正价，X为Mg，Y为Al，Z为Si，分别是IIA族、IIIA族、IVA族元素，则最高正价：X<Y<Z，故C错误；D．W为O，X为Mg，Y为Al，Z为Si元素，根据硅酸盐化学式可表示为：活泼金属氧化物•金属氧化物•非金属氧化物•水，用氧化物形式可表示为：2MgO•2Al2O3•5SiO2，该化合物的化学式可能为Mg2Al4Si5O18，故D正确；故选：C。2．B解析：A．4Na+O2=2Na2O，故Na2O可以由单质与单质直接反应得到，A不合题意；B．2Fe+3Cl22FeCl3，故FeCl2不可以由单质与单质直接反应得到，B符合题意；C．N2+O22NO，故NO可以由单质与单质直接反应得到，C不合题意；D．Si+O2SiO2，故SiO2可以由单质与单质直接反应得到，D不合题意；故答案为：B。3．B解析：A．二氧化硅是光导纤维的主要成分，A错误；B．由硅的性质可知，硅是良好的半导体材料，B正确；C．硅是亲氧元素，硅在自然界中主要以化合物存在，C错误；D．硅的化学性质不活泼，常温可以与HF发生反应，D错误；故选B。4．B解析：A．NH4Cl溶于水要吸热，温度降低，故A错误；B．NH4Cl是铵态氮肥，故B正确；C．NH4Cl受热分解得到氨气和氯化氢，氨气和氯化氢又可以反应生成氯化铵，故C错误；D．NH4Cl属于离子化合物，故D错误；故选B。5．C解析：A．SO2是酸性氧化物，NO2与水反应除生成硝酸外，还生成NO，故不属于酸性氧化物，A项错误；B．产生SO的反应中SO2中S元素的化合价升高，作还原剂，又若起始不通入NO2，则最终检测不到SO，则产生SO的反应中NO2表现了氧化性，B项错误；C．农业生产中大量使用铵态氮肥使空气中氨的含量增加，依据实验可知空气中的氨更有利于硫酸盐的形成，从而加剧雾霾的形成，C项正确；D．由数据可知，硫酸盐的形成主要与空气中的氨有关，D项错误；答案选C。6．C解析：A．CO2不能使品红溶液褪色，故A错误；B．O2不能使品红溶液褪色，故B错误；C．SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，故C正确；D．NH3不能使品红溶液褪色，故D错误；故答案选C。7．A解析：A．Na2O和Na2O2阴、阳离子比都是1：2，故1molNa2O和Na2O2的混合物中含有的阴、阳离子总数是3NA，故A正确；B．1个NH2-所含质子数是9，电子数是10，故1molNH2-所含的质子数为9NA，电子数为10NA，故B错误；C．H2O、H2O2在标况下是液体，不适应气体摩尔体积，故C错误；D．浓H2SO4和铜反应过程中，浓度会变小，小到一定程度H2SO4就不和铜发生反应了，故含2molH2SO4的浓H2SO4与足量铜反应，实际上被还原的H2SO4小于1mol，故D错误；8．D解析：A．氨气是碱性气体可与硫酸反应，二氧化碳与硫酸不反应，则可用浓硫酸除去二氧化碳中的氨气，故A正确；B．氢气与氢氧化钾溶液不反应，二氧化硫是酸性气体，可与氢氧化钾溶液反应，则可用氢氧化钾溶液除去氢气中的二氧化硫，故B正确；C．一氧化氮难溶于水，二氧化氮可与水反应生成硝酸和一氧化氮，则可用水除去一氧化氮中的二氧化氮，故C正确；D．二氧化硫气体可使品红溶液褪色生成不稳定的无色物质，品红可以用于鉴别二氧化硫，但不能除去二氧化硫，品红溶液中含有水，二氧化硫和氨气都可以溶于水并发生反应生成盐，故D错误；答案选D。9．A解析：①由于酸性：HCl＞H2CO3，所以将CO2气体通入BaCl2溶液，不能发生反应，无沉淀产生，①不符合题意；②由于酸性：H2CO3＞H2SiO3，所以将过量CO2气体Na2SiO3溶液中，发生反应：Na2SiO3+2CO2+2H2O=2NaHCO3+H2SiO3↓，反应产生白色沉淀，②符合题意；③将过量CO2气体通入Ca(OH)2溶液，发生反应产生可溶性Ca(HCO3)2，最终无沉淀产生，③不符合题意；④将CO2气体通入饱和Na2CO3溶液中，发生反应：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓，最终有白色沉淀产生，④符合题意；综上所述可知：最终溶液中有白色沉淀析出的是②④，故合理选项是A。10．D解析：A．与水反应生成氢氧化钠和氧气，与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，可用作呼吸面具的供氧剂，与水和二氧化碳反应不生成氧气，故A错误；B．二氧化硅导光能力强，可以用来制备光导纤维，晶体硅是半导体材料，用于制作太阳能电池，故B错误；C．Fe2O3为红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，故C错误；D．Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分，具有强氧化性，可以做游泳池的消毒剂，故D正确；答案选D。11．D解析：根据NO2和O2混合气体倒立于水槽中可能发生的化学反应，若12mL气体都是NO2，根据化学反应：3NO2+2H2O=2HNO3+NO，剩余气体为4mL，反应后剩余2mL气体，可知有氧气过量和二氧化氮过量的两种情况；当氧气过量时，化学方程式为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，根据反应系数，可知氧气的体积；当二氧化氮过量时，则剩余气体是一氧化氮，反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3和3NO2+H2O=2HNO3+NO，据此分析。若氧气过量，则剩余2mL无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为x，则有：4x+x=12mL-2mL=10mL，解得：x=2mL原混合气体中氧气的体积为：2mL+2mL=4mL；若NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为y，，解得：y=1.2mL，即原混合物中含有1.2mL氧气。答案选D。12．A解析：氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮的过程，据此分析解题：A．N2在打雷放电的时候能与O2反应生成NO，故N2→NO属于自然固氮，A符合题意；B．N2和H2在高温、高压、催化剂作用下生成NH3，故N2→NH3属于人工固氮，B不合题意；C．由分析可知，NH3→NO不属于氮的固定，C不合题意；D．由分析可知，NO→NO2不属于氮的固定，D不合题意；故答案为：A。13．A解析：A．SO2具有较强还原性，其氧化性不强，不能用于自来水消毒，A符合题意；B．Cl2具有较强氧化性，还原产物无毒，能用于自来水消毒，B不符合题意；C．ClO2具有较强氧化性，还原产物无毒，能用于自来水消毒，C不符合题意；D．O3具有较强氧化性，还原产物无毒，能用于自来水消毒，D不符合题意；故选A。14．D解析：A．硫有-2、0、+4、+6价等价态，硫单质中硫元素为0价，位于中间价态，既有还原性又有氧化性，A正确；B．硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物，如S与Fe、Cu反应分别生成FeS和Cu2S，B正确；C．硫易溶于CS2，所以可用CS2洗涤试管内壁的硫，因为S与NaOH反应可生成Na2S、Na2SO3等，也可用热的NaOH溶液洗涤，C正确；D．单质硫燃烧时，产物只有SO2，无论O2的量是否充足，均不会生成SO3，D错误；故选D。15．C解析：A．汽油标准由“国标V”提高到“国标Ⅵ”，是为了保护环境，对改善空气质量有重要意义，故A正确；B．汽车尾气排放物中有微小颗粒、碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物等，会造成“光化学烟雾”、“雾霾天气”“PM2.5”等，故B正确；C．燃煤中加入生石灰，可减少硫氧化物的排放，但不能减少碳氧化物的排放，故C错误；D．以农作物秸秆为原料制沼气、乙醇等清洁燃料，可以实现部分碳循环利用，与碳循环经济有关，故D正确；答案选C。二、非选择题16．H2OSO2不正确解析：(1)能使无水硫酸铜固体变蓝的气体为水蒸气，则说明气体中含有H2O(或水)，故答案为H2O(或水)；(2)二氧化硫能是品红溶液褪色且加热又会恢复原来的红色，则气体通入品红溶液，溶液褪色；微热，溶液恢复红色，说明气体中含有SO2，故答案为SO2；(3)该气体通入足量的澄清石灰水，产生白色沉淀，能说明含有CO2或SO2，故答案为不正确；(4)浓H2SO4和木炭反应时浓H2SO4将木炭氧化为CO2，故化学方程式为：。17．2CO＋2NO2CO2＋N2SO2＋MnO2=MnSO4SO2＋2NH3·H2O=2＋＋H2On(NH3)=1.232L/22.4mol·L-1=0.055mol132g.mol-1n[(NH4)2SO4]+115g.mol-1n(NH4HSO4)=3.875g①2n[(NH4)2SO4]+n(NH4HSO4)=0.055mol②由①②得：n[(NH4)2SO4]=0.025moln(NH4HSO4)=0.005moln[(NH4)2SO4]∶n(NH4HSO4)=5∶1解析：(1)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质N2和CO2，该反应的化学方程式为2CO＋2NO2CO2＋N2；(2)①尾气可用软锰矿浆(MnO2)吸收，据图可知，SO2与MnO2发生反应I生成MnSO4，根据得失电子守恒和原子守恒，反应I的化学方程式为SO2＋MnO2=MnSO4；②尾气也可用氨水法处理，用过量氨水吸收SO2尾气生成亚硫酸铵，离子方程式为SO2＋2NH3·H2O=2＋＋H2O；(3)取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品［只含(NH4)2SO4和NH4HSO4]3.875g，与足量NaOH混合后加热充分反应，共收集到氨气1.232L(已折合为标准状况)，氨气的物质的量为n(NH3)==0.055mol，根据质量守恒有132g·mol-1n[(NH4)2SO4]+115g·mol-1n(NH4HSO4)=3.875g①，根据氮原子守恒有2n[(NH4)2SO4]+n(NH4HSO4)=0.055mol②，由①②得：n[(NH4)2SO4]=0.025mol、n(NH4HSO4)=0.005mol，n[(NH4)2SO4]∶n(NH4HSO4)=5∶1。18．(1)硅(或或单晶硅)(2)二氧化硅(或)(3)硅(或)(4)硅胶解析：（1）晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，正是由于这一性质且它的来源极其丰富，硅成为信息技术的关键材料，计算机芯片的主要成分是硅(或Si或单晶硅)，硅芯片的使用使计算机的体积大大缩小。（2）二氧化硅(或SiO2)是制成的光导纤维的基本材料，其传导光的能力非常强，抗干扰能力强，是一种非常好的通信材料；其与反应的化学方程式为。（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅(或Si)，其是人类将太阳能转化为电能的常用材料，主要利用其半导体性能，太阳能电池是极有发展前景的新型能源。（4）硅胶多孔，吸附能力强，常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体。19．(1)做计算机的芯片或太阳能电池(2)SiO2+2OH-=SiO+H2O(3)水玻璃有白色不溶物生成(4)2C+SiO2Si+2CO↑解析：分析：(1)Si是良好的半导体材料，故硅单质可用于做计算机的芯片或太阳能电池。(2)SiO2是酸性氧化物，可以与等碱溶液反应发生盐和水，SiO2与烧碱溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O。(3)Na2SiO3溶液俗称水玻璃。硅酸的酸性小于碳酸，往Na2SiO3溶液中通入足量CO2气体生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，发生的现象是：有白色不溶物生成。(4)焦炭和二氧化硅在高温条件下反应得到CO和硅，该反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑。20．防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度吸收多余的氨气，防止污染空气解析：氨气密度小于空气，具有刺激性气味，排放到大气中易造成污染，又因为氨气是碱性气体，所以管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度，另外吸收多余的氨气，防止污染空气。21．(1)12.8g(2)2.24L