1、第五章第五章 化工生产中的重要非金属元素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(本题包括 15 小题，每小题 3 分，共 45 分，每小题只有一个选项符 合题意。) 1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确是( ) A.汽车的排气管上装有“催化转化器”， 使有毒的 CO 和 NO 反应生成 N2和 CO2 B.向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的 SO2最终生成 CaSO3，可减少对大气 的污染 C.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含 CO2、SO2，从而使雨水的 pH5.6 形成酸 雨 解析 A.汽车的
2、排气管上装有“催化转化器”，能使有毒的 CO 和 NO 反应生成 N2和 CO2，A 项正确；B.向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的 SO2最终生 成 CaSO4，可减少对大气的污染，B 项错误；C.高纯度的二氧化硅广泛用于制作 光导纤维，C 项错误；D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含 SO2，从而使雨水的 pH5.6 形成酸雨，CO2不能形成酸雨，D 项错误；答案选 A。 答案 A 2.下列有关物质应用的叙述中，正确的是( ) A.Si 用于制造光导纤维 B.硅是不活泼的非金属元素，在自然界中可以以游离态的形式存在 C.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质不活泼 D.常温下，铁
3、槽、铝槽可存放冷的浓硝酸、浓硫酸 解析 A.Si 是很好的半导体材料，SiO2可用于制造光导纤维，选项 A 错误；B. 硅在自然界中以化合态形式存在，选项 B 错误；C.铝的化学性质非常活泼，在空 气中会与氧气反应，反应生成一层致密氧化膜而具有抗腐蚀性，选项 C 错误； D.常温下 Al、Fe 与冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化，可储运浓硝酸、浓硫酸，选 项 D 正确。 答案 D 3.下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是( ) 气体(杂质) 方法 A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液 B Cl2(HCl) 通过饱和的食盐水 C N2(O2) 通过灼热的铜丝网 D NO(NO2) 通过氢氧
4、化钠溶液 解析 A.SO2和 H2S 都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因 此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质 H2S 时，SO2也会被吸收，故 A 项不能实现除 杂目的；B.氯气中混有少量的氯化氢气体，可以用饱和食盐水除去；饱和食盐水 在吸收氯化氢气体的同时，也会抑制氯气在水中的溶解，故 B 项能实现除杂目 的；C.氮气中混有少量氧气，在通过灼热的铜丝网时，氧气可以与之发生反应： 2CuO2= 2CuO，而铜与氮气无法反应，因此可以采取这种方式除去杂质氧 气，故 C 项能实现除杂目的；D.NO2可以与 NaOH 发生反应：2NO2 2NaOH=NaNO3NaNO2H2O， NO 与
5、 NaOH 溶液不能发生反应； 尽管 NO 可 以与 NO2一同跟 NaOH 发生反应：NONO22NaOH=2NaNO2H2O，但由 于杂质的含量一般较少，所以也不会对 NO 的量产生较大的影响，故 D 项能实 现除杂的目的。 答案 A 4.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循 环过程可用如图表示，下列关于海洋氮循环的说法中，正确的是( ) A.海洋中不存在游离态的氮 B.中的含氮物质转化属于氮的固定 C.中的含氮物质转化属于氮的还原 D.向海洋中排放含 NO 3的废水不会影响 NH 4的含量 解析 A.根据图像，海水中存在氮气，A 错误；B.中氮气转化为 N
6、H 4含氮化合 物，属于氮的固定，B 正确；C.中 NH 4转化为 NO 2或 N2O，化合价升高，属 于氮的氧化反应，C 错误；D.根据图像，NO 3能转化为 NO 2，NO 2转为氮气，氮 气转化为 NH 4，故向海水中排放 NO 3会造成 NH 4浓度增大，D 错误。 答案 B 5.下列反应既表现硝酸的酸性，又显示硝酸的氧化性的是( ) A.CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O B.FeO4HNO3(浓)=Fe(NO3)32H2ONO2 C.C4HNO3(浓)= CO22H2O4NO2 D.NH3HNO3=NH4NO3 解析 A、D 项 HNO3仅表现酸性，C 项仅表现氧化性。 答案
7、 B 6.把 a L 含(NH4)2SO4和 NH4NO3的混合溶液分为两等份， 一份加入 b mol 烧碱加 热， 恰好使全部 NH 4转化为 NH3逸出； 另一份与含 c mol BaCl2的溶液恰好反应。 则原溶液中 NO 3的物质的量浓度是( ) A.(2b4c)/a mol L 1 B.(b2c)/a mol L 1 C.(2bc)/a mol L 1 D.(b4c)/a mol L 1 解析 溶液分为两等份，每份的体积为a 2 L，一份加入 b mol 烧碱加热，恰好使 全部 NH 4转化为氨气逸出，反应生成了硫酸钠和硝酸钠，所以钠离子的物质的 量等于铵根离子的物质的量，即：n(N
8、H 4)n(Na )b mol；另一份与含 c mol BaCl2的溶液恰好反应， 说明硫酸根离子的物质的量为 c mol， 硫酸铵中的铵根离 子的物质的量为 2c，所以硝酸铵的物质的量为：b2c，所以硝酸铵的物质的量 浓度为 c(NH4NO3)b2c a 2 2b4c a mol/L， c(NO 3)c(NH4NO3)2b4c a mol/L， 故选 A。 答案 A 7.现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理，实验时关闭 图1中的a， 用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c， 将水挤入三颈烧瓶中， 打开 b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图 2。下列说法
9、正 确的是 ( ) A.干燥氨气通常可选用浓硫酸 B.三颈烧瓶内可以看到红色喷泉 C.图 1 中氧化钙可用氯化钙代替 D.由图 2 可知 C 点时喷泉最剧烈 解析 A.浓硫酸与氨气反应，因此干燥氨气通常可选用碱石灰，故 A 错误；B. 氨气溶于水生成氨水，氨水显碱性，石蕊遇碱变蓝，因此三颈烧瓶内可以看到蓝 色喷泉，故 B 错误；C.氯化钙与氨气不能反应制取氨气，因此图 1 中氧化钙不可 用氯化钙代替，故 C 错误；D.根据图中信息得到 C 点压强变化最小，说明压强 差最大，因此 C 点时喷泉最剧烈，故 D 正确。 答案 D 8.在氯化钡溶液中通 SO2，溶液仍澄清，将氯化钡溶液分别盛入两试管，
10、一支加 氯水，另一支加烧碱溶液，然后再通入 SO2，结果两试管都有白色沉淀。由此得 出下列结论不合理的是( ) A.SO2溶于水显酸性 B.沉淀均是亚硫酸钡 C.SO2有还原性 D.加入烧碱使 SO2 3浓度增大 答案 B 9.在某 100 mL 的混合液中， 硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为 0.4 mol L 1 和 0.1 mol L 1，向该混合液中加入 1.92 g 铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中的 Cu2 的物质的量浓度为( ) A.0.225 mol L 1 B.0.15 mol L 1 C.0.45 mol L 1 D.无法计算 解析 该题应以离子方程式 3Cu8H 2NO
11、3=3Cu2 2NO4H 2O 为依据 进行过量计算， n(H )2n(H 2SO4)n(HNO3)0.06 mol， n(NO 3)0.04 mol， n(Cu) 0.03 mol。经计算，NO 3和 Cu 均过量，应按 H 的物质的量进行计算，可求得 c(Cu2 )0.225 mol L1。 答案 A 10.锥形瓶内盛有气体 X，滴管内盛有液体 Y，若挤压胶头滴管，使液体 Y 滴入 瓶中，振荡，过一会可见小气球 a 鼓起，气体 X 和液体 Y 不可能是( ) A.X 是 NH3，Y 是水 B.X 是 SO2，Y 是 NaOH 浓溶液 C.X 是 CO2，Y 是稀硫酸 D.X 是 HCl，Y
12、 是 NaNO3稀溶液 解析 挤压胶头滴管，使液体 Y 滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球 a 鼓起， 说明气体X溶解于液体Y或者发生了反应。 根据这一要求CO2难溶于稀硫酸中。 答案 C 11.已知 X 为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A 与 X 反应的转化关系如图 所示，其中反应条件及部分产物已略去，下列有关说法正确的是( ) A.X 能使蔗糖变黑主要体现了为 X 的强氧化性 B.若 A 为铁，则足量 A 与 X 在室温下即可完全反应 C.若 A 为碳单质，则将 C 通入少量澄清石灰水中，最终一定有白色沉淀产生 D.工业上，B 转化为 D 的反应需使用催化剂 解析 X 能使蔗糖变黑， 说
13、明 X 为浓硫酸， 该现象主要体现了浓硫酸的脱水性， A 错误；常温下铁遇浓硫酸发生钝化，B 错误；若 A 为碳单质，则 C 为 CO2， 过量的 CO2通入澄清石灰水中最终没有沉淀产生，C 错误；由题意，D 为 SO3， 则 B 为 SO2，则 SO2转化为 SO3需在催化剂作用下进行，D 正确。 答案 D 12.如图，在注射器中加入少量 Na2SO3晶体，并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条 为准)。则下列有关说法正确的是( ) A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色 B.品红试纸、蘸有酸性 KMnO4溶液的滤纸均褪色，证明 SO2具有漂白性 C.湿润淀粉KI 试纸未变蓝说明 SO2的氧化性弱于 I2 D
14、.NaCl 溶液可用于除去实验中多余的 SO2 解析 由于 SO2溶于水生成 H2SO3， 只能使指示剂变色， 而不能褪色， A 项错误； SO2能使酸性 KMnO4溶液褪色，是发生氧化还原反应的结果，B 项错误；除去 多余的 SO2应用 NaOH 溶液而非 NaCl 溶液， D 项错误； 湿润的淀粉KI 试纸未 变蓝，即无 I2生成，故 SO2的氧化性弱于 I2的氧化性。 答案 C 13.利用图中所示装置进行实验，不能得出相应现象的是( ) 选项 溶液 固体 溶液 实验现象 A 浓氨水 碱石灰 酚酞溶液 酚酞溶液变红 B 浓盐酸 KMnO4 Na2S 溶液 产生淡黄色沉淀 C 浓硝酸 Cu
15、H2O 试管上方产生红 棕色气体 D 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液 产生白色沉淀 解析 A.氨水和碱石灰反应可生成氨气，氨气溶于水后生成的一水合氨显碱性， 使酚酞变红，故 A 正确；B.浓盐酸和高锰酸钾常温下反应产生氯气，氯气有强 氧化性，置换出硫单质，故 B 正确；C.浓硝酸和铜反应生成 NO2，NO2遇水生成 NO，NO 与氧气反应又生成 NO2，NO2是红棕色气体，故 C 正确；D.稀硫酸和 碳酸钠反应可生成二氧化碳气体，但碳酸酸性弱于盐酸，不会发生反应，无白色 沉淀生成，故 D 错误。 答案 D 14.为了除去 CO2气体中的 SO2气体，下列仪器和药品组合合理的是( ) 仪器
16、：洗气瓶 干燥管 药品：固态生石灰 苏打溶液 饱和小苏打溶液 A. B. C. D. 解析 洗气瓶必须与液态试剂对应，干燥管必须与固态试剂对应。SO2既能与饱 和 NaHCO3溶液反应， 又能与 Na2CO3溶液反应； CO2只能与 Na2CO3溶液反应， 不能与 NaHCO3溶液反应。 答案 A 15.下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是( ) 活性炭 新制氯水 二氧化硫 臭氧 过氧化钠 双氧水 A. B. C. D. 解析 新制氯水、臭氧、双氧水、过氧化钠都是因为具有强氧化性，可以使品红 溶液褪色；SO2是因为与品红化合成不稳定的无色物质；活性炭由于具有吸附作 用使品红褪色。
17、答案 C 二、非选择题(本题包括 5 个小题，共 52 分) 16.(10 分)有关物质有如下图所示的转化关系。其中，A 的浓溶液与单质 B 在加 热时才发生反应，A 的稀溶液与足量 B 不加热也发生反应，D 的稀溶液与 KSCN 溶液混合后呈红色。 据此填空： (1)写出下列物质的化学式： A：_，D：_，E：_。 (2)反应的现象是_。 (3)写出反应的离子方程式：_。 (4)过量 A 的浓溶液与单质 B 加热时能否产生 G？为什么？(结合图给信息回答) 答案 (1)HNO3 Fe(NO3)3 NO2 (2)白色沉淀迅速变成灰绿色，最终为红褐色沉淀 (3)3Fe8H 2NO 3=3Fe2
18、2NO4H 2O (4)不能。根据图中反应，NO 遇浓硝酸可转化为 NO2。 17.(10 分)A、B、C、X 是中学化学中常见的物质，它们之间的转化关系如图所 示(部分产物已略去)： A X B X C 请回答下列问题： (1)若 X 是强氧化性单质，则 A 不可能是_(填序号)。 a.C b.N2 c.S d.Na e.Mg (2)若 A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，C 为红棕色气体，则 A 转化为 B 的化 学方程式为_。 (3)若 A、B、C 三种化合物的水溶液均呈酸性，写出 A 和 B 反应的化学方程式： _ _。 (4)若 X 是金属单质，向 B、C 的溶液中分别滴加 AgNO3
19、溶液和稀硝酸均产生白 色沉淀，则 B 的化学式是_， 保存 C 溶液常加少量的 X，其目的是_。 解析 (1)C、N、S 均为变价元素，当 X 为 O2时均符合图示转化关系；Na 与 O2 常温下生成 Na2O，Na2O 在加热条件下与 O2反应生成 Na2O2，也符合图示转化 关系。 Mg 的化合价只有2 价， 不符合图示转化关系。 (2)A 为 NH3， C 为 NO2， 则 B 为 NO。(3)A 为 H2S，B 为 SO2，C 为 SO3。(4)X 为变价金属单质 Fe，B、 C 的溶液中均含有 Cl ，B 为 FeCl 3，C 为 FeCl2，A 为 Cl2。保存 FeCl2溶液时需
20、 加铁粉防止 Fe2 被氧化成 Fe3。 答案 (1)e (2)4NH35O2= 催化剂 4NO6H2O (3)2H2SSO2=3S2H2O (4)FeCl3 防止 Fe2 被氧化成 Fe3 18.(13 分)某实验小组的同学在实验室利用下列装置进行实验。 请回答下列问题： (1)甲同学用 A 装置制备 NO2气体，上述装置中可用于收集 NO2气体的是 _(填字母)，A 中发生反应的离子方程式为 _。 (2)乙同学用图中的装置 A 进行铜与浓硫酸反应制取 SO2气体，装置 A 中还缺少 的仪器名称是_，该反应的化学方程式为 _； 实验所产生的 SO2尾气选用装置_(填字母)来吸收。 (3)丙同
21、学用装置 B 制取氨气，发生反应的化学方程式是 _； 为了检验集气瓶中氨气是否集满，可将湿润的红色石蕊试纸置于导管口，若 _，则证明已收集满；若将一端蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口，观察到 的现象是_ _， 该反应的化学方程式为_。 (4)丙同学在实验室中模拟氨的催化氧化反应， 该反应中， 当生成标准状况下 11.2 L NO 时，被氧化的物质的质量是_ g。 解析 (1)甲同学用 A 装置可采用铜与浓硝酸反应制备 NO2气体，则 A 中发生反 应的离子方程式为 Cu4H 2NO 3=Cu2 2NO 22H2O；二氧化氮的密度 比空气大， 故用向上排空气法收集， 故上述装置中可用于收集 NO2气
22、体的是 D。 (2)铜与浓硫酸要在加热条件下反应，故用装置 A 进行铜与浓硫酸反应制取 SO2 气体时，装置 A 中还缺少的仪器名称是酒精灯，该反应的化学方程式为 Cu 2H2SO4(浓)= CuSO42H2OSO2；二氧化硫气体有毒，为酸性氧化物，能 与氢氧化钠反应，故实验所产生的 SO2尾气选用装置 F 来吸收。(3)丙同学采用 固固加热制备气体的装置，可加热氢氧化钙与氯化铵固体的方法制备氨气，发生 反应的化学方程式是 2NH4ClCa(OH)2= CaCl22NH32H2O；为了检验 集气瓶中氨气是否集满，可将湿润的红色石蕊试纸置于导管口，氨气溶于水显碱 性， 故若红色石蕊试纸变蓝， 则
23、证明已收集满； 氨气与氯化氢气体反应产生白烟， 反应方程式为 NH3HCl=NH4Cl， 故若将一端蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导管口， 观察到的现象是产生白烟。 (4)丙同学在实验室中模拟氨的催化氧化反应， 即4NH3 5O2= 催化剂 4NO6H2O，氮元素由3 价变为2 价，故 NH3被氧化，当生成 标准状况下 11.2 L NO 即 0.5 mol NO 时， 被氧化的 NH3质量是 0.5 mol17 g/mol 8.5 g。 答案 (1)D Cu4H 2NO 3=Cu2 2NO 22H2O (2)酒精灯 Cu 2H2SO4(浓)= CuSO42H2OSO2 F (3)2NH4ClCa(O
24、H)2= CaCl2 2NH32H2O 红色石蕊试纸变蓝 产生白烟 NH3HCl=NH4Cl (4) 8.5 19.(10 分).氮元素在生命活动中扮演着重要的角色。回答下列与氮及其化合物 有关的问题： (1)德国化学家哈伯、博施等成功地开发了将氮气转化为氨气的生产工艺。请用 化学方程式表示工业合成氨的反应原理：_。 写出在氨气的出气口处，检验有氨气生成的操作： _ _。 (2)将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。请用方程式解释原因： _。 .印刷电路板是由塑料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时要用 FeCl3溶液作为 “腐蚀液”溶解铜。 (1)写出该反应的离子方程式：_。 (2)从使用过的腐
25、蚀液中可以回收金属铜， 下列试剂能实现的是_(填序号)。 A.氯气 B.铁 C.硝酸 D.稀硫酸 (3)向使用过的腐蚀液中通入Cl2， 可使Fe2 转化为Fe3， 写出反应的离子方程式： _。 解析 .(1)工业合成氨的化学方程式为 N23H2高温、高压 催化剂 2NH3。检验有氨气 生成的操作有两种，一种是将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒上，靠近出气口， 试纸变蓝，说明生成氨气，另一种是用玻璃棒蘸取浓盐酸，靠近出气口，有白烟 生成，说明生成氨气。 (2)将氨气通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色，原因为 NH3 H2ONH3 H2ONH 4OH 。 .(1)FeCl3溶液溶解铜的离子方程式为 Cu
26、2Fe3 =Cu22Fe2。(2)从使用过 的腐蚀液中回收金属铜，用 Fe 来置换，选 B。 (3)Cl2将 Fe2 转化为 Fe3，反应的离子方程式为 2Fe2Cl 2=2Fe3 2Cl。 答案 .(1)N23H2高温、高压 催化剂 2NH3 将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒上， 靠近出气口，试纸变蓝，说明生成氨气(或用玻璃棒蘸取浓盐酸，靠近出气口， 有白烟生成，说明生成氨气) (2)NH3H2ONH3 H2ONH 4OH .(1)Cu2Fe3 =Cu22Fe2 (2)B (3)2Fe2 Cl 2=2Fe3 2Cl 20.(12 分)某探究性学习小组在查阅资料中发现，常温下氯气可以氧化氨气获得
27、 氮气。该小组由此设计出制取氮气的思路： 实验室现有如下试剂及仪器： 试剂：饱和食盐水 浓硫酸 浓硝酸 浓盐酸 碱石灰 二氧化锰 浓氨水 仪器：(见下图) 请完成下列各题： (1)写出制 N2的化学方程式：_， 反应生成 0.5 mol N2，转移的电子物质的量是_ mol。 (2)用以上仪器(可重复使用)连接成制纯净 Cl2、NH3的装置，按照前后顺序把图 中的编号填入下表中，并写出对应仪器里试剂的编号。(下列空格不一定填满) 制 Cl2 仪器 试剂 制 NH3 仪器 试剂 (3)当反应装置里的氨气和氯气的物质的量之比大于_时，尾气里一定含 有氨气；当反应装置里的氯气和氨气的物质的量之比大于_时，尾气里一 定含有氯气。 答案 (1)2NH33Cl2=6HClN2(或 8NH33Cl2=6NH4ClN2) 3 (2) 制 Cl2 仪器 A D D 试剂 制 NH3 仪器 C(或 A) E 试剂 (或) (3)8 3 3 2
