北京郭家务中学高中化学必修二第五章《化工生产中的重要非金属元素》经典习题(含解析)

一、选择题
1．设N A为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是
A．120.0g NaHSO4与MgSO4的固体混合物中含有离子总数为2N A
B．1.0L 1.0mol/L的NaHCO3水溶液中含有的氧原子数为3N A
C．0.1mol Fe恰好溶解在100mL某浓度的硝酸溶液中，该反应转移的电子数为0.3N A D．反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中，生成3mol氯气时转移6N A个电子
2．下列说法正确的是(N A是阿伏加德罗常数的值)
A．0.1 mol FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1N A
B．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2N A
C．1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2N A
D．120 g NaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为N A
3．下列离子方程式书写正确的是
A．NaHCO3溶液中加入稀盐酸：CO23-+2H+=CO2↑+H2O
B．SO2通入少量NaClO溶液中：SO2+ClO-+H2O=SO24-+Cl-+2H+
C．FeO与稀硝酸反应：2H++FeO=Fe2++H2O
D．碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO3-+OH-=CO23-+H2O
4．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为
A．NH3、NO、O2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2 5．硅是带来人类文明的重要元素之一，科学家也提出硅是“21世纪的能源”。

这主要是由于硅及其化合物对社会发展所起的巨大促进作用。

下列关于硅及其化合物的说法中错误的是
A．生产陶瓷、玻璃、水泥三大产品都要用到石灰石作原料
B．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”
C．水泥、陶瓷、玻璃是三大重要的硅酸盐产品
D．水晶、石英的主要成分是SiO2
6．某探究活动小组根据侯德榜制碱原理，按下面设计的方案制备碳酸氢钠。

实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。

下列说法正确的是
A．乙装置中盛放的是 NaOH 溶液，以便除去 HCl 气体B．丙装置中的溶液变浑浊，因为有碳酸氢钠晶体析出C．丁装置中倒扣的漏斗主要作用是防止污染性空气逸出D．实验结束后，分离碳酸氢钠的操作是蒸发结晶
7．下列说法正确的是（）
A．稀硫酸、NaCl溶液是实验室常见的强电解质
B．二氧化氮经加压凝成无色液体为物理变化
C．“华为麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅D．“火树银花”的烟花利用了金属元素的物理性质
8．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．饱和NaCl溶液
32
NH CO
−−−−→
、
NaHCO3(s)
Δ
−−→
Na2CO3(s)
B．Al
NaOH(aq)
−−−−→
A1(OH)3
Δ
−−→
Al2O3
C．FeS2−−−→
煅烧
SO2
2
H O
−−−→
H2SO4
D．NH3
2
O
Δ
−−−−→
催化剂，NO
2
H O
−−−→
HNO3
9．化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列有关说法正确的是（）A．可向人体注射消毒液来有效杀灭体内新冠病毒
B．中国华为自主研发的5G芯片巴龙5000的主要材料是Si
C．面粉中禁止添加CaO2、过氧化苯甲酰等增白剂，CaO2属于碱性氧化物，也属于离子化合物，其阴阳离子个数比为1：1
D．用铜片制成的“纳米铜”具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，说明“纳米铜”的还原性比铜片更强
10．某废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS。

某化学兴趣小组拟用该废催化剂为原料，制备硫酸锌和硫酸铜晶体。

采用的实验方案如下，下列说法正确的是（）
已知：ZnS与稀硫酸发生反应且化合价不变，CuS既不溶于稀硫酸也不和稀硫酸反应。

A．第一次浸出可以在烧杯中进行
B．第二次浸出时发生反应为CuS＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋S＋2H2O
C．滤渣2中只有二氧化硅
D．获得硫酸锌和硫酸铜晶体采用蒸发结晶的方式
二、填空题
11．如图所示，室温下向盛有3.0mL NO的试管中缓缓通入1.5mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。

试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
①__________；
②__________；
③__________。

(2)上述过程中发生反应的化学方程式有__________。

(3)最终试管中剩余的气体是__________，体积为__________。

12．硫元素是动植物生长不可缺少的元素，图1是自然界中硫元素的存在示意图。

图2是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系，回答下列问题。

(1)图1中与图2中M、N对应的物质分别是_____、______。

(2)X与Y反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

(3)Na2SO3溶液易变质，实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是_____。

(4)硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。

甲、乙两位同学用铜和硫酸做原料，设计了两种制取硫酸铜的方案。

方案甲：铜与浓硫酸加热直接反应，即Cu→CuSO4
方案乙：由Cu→CuO→CuSO4
①方案甲，中铜和浓硫酸反应的化学方程式是______。

该反应体现了浓硫酸的______性。

②这两种方案，你认为哪一种方案更合理______。

理由是______。

13．“价—类”二维图基于核心元素的化合价和物质类别研究物质，为我们认识物质性质和实现物质转化提供了新思路。

如图是硫及其化合物的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，请根据要求回答相关问题。

(1)X的化学式为___。

(2)请写出SO2转化为H2SO3的化学方程式___，将Na2SO3转化为Na2SO4，需加入__(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(3)Y的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应生成SO2，该反应的化学方程式为__。

(4)24mL0.05mol•L-1的Na2SO3溶液与20mL0.02mol•L-1的K2Cr2O7溶液恰好反应，已知
Na2SO3转化为Na2SO4，则Cr元素在还原产物中的化合价为___。

(5)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工原料.从氧化还原反应的角度分析，下列制备
Na2S2O3的方法理论上可行的是___(填字母)。

A．SO2+Na2SO3 B．SO2+Na2SO4 C．Na2SO3+Na2SO4 D．S+Na2SO3
14．金属和非金属被广泛应用于人类生产生活中。

(1)向一铝制易拉罐中充满 CO2后，再往罐中注入足量的质量分数为20%的NaOH溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象，易拉罐又鼓胀起来的原因是_______(用离子方程式表示)
(2)配制FeSO4溶液时需加入_______防止Fe2+被氧化，Fe(OH)2沉淀露置在空气中被氧化的化学反应方程式_______
(3)工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是_______(填化学式)，漂白粉露置于空气中后失效的化学方程式_______。

(4)向足量的铜粉与稀硝酸反应完的烧杯中滴加稀硫酸会继续产生气体，产生该气体的离子反应方程式为_______。

(5)实验室制备SO2的化学反应方程式_______。

15．元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。

已知氧族元素(不含Po)的部分知识如表所示。

氧族元素8O(氧)16S(硫)34Se(硒)52Te(碲)
单质熔点/℃-218.4113450
单质沸点/℃-183444.66851390
元素主要化合价-2-2，+4，+6-2，+4，+6
回答下列问题：
(1)硫元素在元素周期表中位置是___，H2S的电子式为___，硒原子最外层电子数为___。

(2)依据元素周期律和表中知识，预测单质硒的熔点范围可能大于___℃，小于___℃，元素碲的主要化合价可能有___。

(3)从物质类别和硫元素的价态分析，在一定条件下，SO2能与下列物质发生反应，在横线上写出反应产物中含硫物质的化学式：
①NaOH溶液___，②H2S___，③Na2O2___。

(4)已知硒最高价氧化物对应的硒酸是强酸，写出能证明硒酸比碳酸强的离子方程式：
___。

(5)氢硒酸(H2Se)有较强的还原性，因此露置在空气中长期保存易变质出现浑浊，可能发生反应的化学方程式为___。

16．已知A为正盐。

根据下列变化进行推断，回答有关问题：
（1）推断A、B、C、D的化学式：A________、B________、C________、D________。

（2）写出下列反应的离子方程式：
反应①生成气体B：__________________________________________________；
反应②白色沉淀溶解：________________________________________________。

17．现有下列十种物质：①HCl；②NaHCO3；③K2SO4溶液；④SiO2；⑤蔗糖晶体；
⑥NaOH；⑦氢氧化铁胶体；⑧NH3·H2O；⑨空气；⑩Al2(SO4)3
（1）上述物质中属于电解质的有____(填序号)，向⑦中逐滴滴入过量的①的水溶液，出现的实验现象是___。

（2）用④与⑥焙烧制备硅酸钠，可采用图中的装置为____（填选项编号）。

18．芯片主要由单晶体硅成。

下图是硅及其化合物的类价二维图，根据要求完成下列化学
方程式或离子方程式。

（1）利用焦炭在电炉中还原二氧化硅的化学方程式为_______________。

（2）利用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为_______________。

（3）硅酸钠转化为原硅酸的离子方程式_______________。

（4）二氧化硅与烧碱溶液反应的化学方程式_______________。

（5）石英与纯碱在玻璃熔炉里加强热发生反应的化学方程式为_______________。

19．N元素的单质及其化合物之间的转化关系如图所示：NH3←N2→NO→NO2→HNO3
回答下列问题：
（1）N元素在元素周期表中的位置为第___周期，第___族；画出N原子结构示意图___。

（2）工业上用氮气和氢气合成氨气，请写出NH3的电子式___。

（3）实验室可以利用氢氧化钙固体和氯化铵固体制备氨气，请写出该反应的化学反应方程式___；并写出实验室检验氨气的具体操作___。

（4）NO是治疗心血管疾病的信使分子，NO与空气接触的反应现象是___，写出该反应的化学方程式___，若该反应转移0.4mole-，则消耗的NO分子数是___（用N A表示阿伏伽德罗常数）。

（5）浓硝酸具有不稳定性，实验室应该将浓硝酸保存在带玻璃塞的___（填“无色”或“棕色”）试剂瓶中。

20．自然界中存在很多物质循环过程。

下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：（1）自然界中的固氮和人工固氮的共同点是
__________________________________________。

（2）硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应: NH3＋ O2→ HNO2＋
H2O______，其中还原产物为__________________。

（3）根据循环图判断下列说法不正确的是______。

a．氮元素均被氧化
b．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
c．工业合成氨属于人工固氮
d．模拟生物固氮是人工固氮发展的方向
三、解答题
21．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化剂。

以硫黄为原料的传统湿法生产工艺流程如下：
已知：NaHSO3的过饱和溶液经结晶脱水可生成Na2S2O5。

回答下列问题：
(1)为便于焚烧，可对硫黄采取的措施是__________________。

(2)废水中含有硫单质，其中一种分子组成为S8，可与KOH溶液发生如下反应：
3S8+48KOH
Δ
−−→
16K2S+8K2SO3+24H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
_________。

(3)反应器中发生反应的离子方程式为__________________。

(4)Na2S2O5是强还原剂，很容易被O2氧化，同时放出一种有刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为__________________。

(5)Na2S2O5生产过程中会产生SO2，SO2在空气中的含量超过0.02 mg·L－1就会危害人类健康。

可用如下装置测定空气中SO2的含量。

①取5 mL 5×10-4 mol·L-1的碘溶液E入试管中，再加入2～3滴淀粉溶液，在测定地点慢慢抽气，每次抽气100 mL，直到试管中的溶液_________ (填写现象)。

②记录抽气次数n。

n≥_________，说明气体符合安全标准(假设气体均处于标准状况)。

③抽气时应慢慢抽拉活塞，原因是__________________。

22．SO2虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料。

某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作燃煤尾气脱硫剂，通过如图简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)，达到变废为宝的目的。

请回答下列问题：
(1)下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是_______ (填编号)。

a.NaOH溶液、酚酞试液
b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.KI溶液、淀粉溶液
d.氨水、酚酞试液
(2)软锰矿是重要的锰矿石，在做脱硫剂时往往做成浆状的主要原因是_______，写出软锰矿浆吸收SO2 的离子方程式_______。

(3)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原理是_______。

(4)用MnS除杂过程中产生的副产品，经提纯处理后得到纳米级硫化铜(CuS)，该材料可均匀分散在有机液体中，该分散系与MnSO4溶液存在较大物理性质差异，其本质原因是
_______。

(5)除杂后得到MnSO4溶液可以通过_______(填操作名称)、过滤制得硫酸锰晶体。

23．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。

这种材料可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗) SiHCl3Si(纯)
（1）写出步骤①的化学方程式：___。

（2）步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-84.7℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是___；SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式：___。

（3）请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式：___。

24．“低碳”既是时尚，也是环保要求。

“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。

下面是几个工厂利用废气、废渣(液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：
请回答下列问题：（提示：1、煤在一定条件下制取工业煤气，主要含H2、CO2等气体；
2、操作①通常将空气液化后蒸馏分离出O2获得N2）
（1）工艺操作②为：_____。

（2）实验室用加热固体混合物的方法制备氨气的化学方程式为：_____。

（3）副产品的化学式为_____。

该联合生产工艺中可以循环使用的物质是_____。

（4）在实验室中检验氨气的方法是_____。

（5）写出生成“产品”的化学方程式：_____。

25．铵明矾（NH4Al(SO4)2·12H2O）是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，可通过硫酸铝溶液和硫酸铵溶液反应制备。

用芒硝（Na2SO4·10H2O）制备纯碱和铵明矾的生产工艺流程图如图1：
完成下列填空：
（1）铵明矾溶液呈_____性，它可用于净水，原因是_____________；向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，可观察到的现象是_____________。

（2）写出过程Ⅰ的化学反应方程式_____________。

（3）若省略过程Ⅱ，直接将硫酸铝溶液加入滤液A中，铵明矾的产率会明显降低，原因是______。

（4）已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大。

加入硫酸铝后，经过程III的系列实验得到铵明矾，该系列的操作是加热浓缩、_____、过滤洗涤、干燥。

（5）某同学用图2图示的装置探究铵明矾高温分解后气体的组成成份。

①夹住止水夹K1，打开止水夹K2，用酒精喷灯充分灼烧。

实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH3，方法是
_________________；在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体，该白色固体可能是______（任填一种物质的化学式）；另分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于NaOH溶液的离子方程式_____________________________________。

②该同学通过实验证明铵明矾高温分解后气体的组成成份是NH3、N2、SO3、SO2和H2O，且相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值，V（N2）：V（SO2）=_________。

26．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 2)2，其部分工艺流程如下：
（1）一定条件下，NO 与NO 2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：___。

（2）上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是__；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是__(填化学式)。

（3）该工艺需控制NO 和NO 2物质的量之比接近1∶1。

若n(NO)∶n(NO 2)＞1∶1，则会导致__；
若n(NO)∶n(NO 2)＜1∶1，则会导致__。

（4）生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 2)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式为__。

27．以硫铁矿（主要成分为2FeS ，还有少量CuS 、2SiO 等杂质）为原料制备绿矾晶体()42FeSO 7H O ⋅的工艺流程如下：
(1)“酸浸”过程，矿渣中的23Fe O 与稀24H SO 反应的离子方程式____________________。

(2)烟气中的2SO 会污染环境，可用足量氨水吸收。

写出该反应的离子方程式
____________________________。

(3)写出检验滤液中阴离子的方法___________________________。

(4)铁粉还原过滤，滤渣主要成分是___________________________（写化学式）。

(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杄菌（T.f ）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到4FeSO 溶液。

其过程如图所示：
已知总反应为：322224FeS 14Fe 8H O=2SO 15Fe 16H +-++++++
写出过程Ⅱ反应的离子方程式________________________________。

28．已知元素X 位于Y 的下一周期，X 、Y 的原子序数均不大于20。

某含氧酸盐甲的化学
式为XYO3。

回答下列问题：
(1)常温下X的单质能与水发生反应，395℃时，甲能发生分解反应生成两种盐，其中一种是含Y元素的无氧酸盐，则X在周期表中的位置是___________，甲发生分解反应的化学方程式是___________。

(2)若甲难溶于水，且甲与盐酸反应生成能使品红溶液褪色的气体，则：
①甲为___________(填化学式)。

该气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应的离子方程式为___________。

②X、Y形成的简单离子的半径从大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。

(3)若甲能与盐酸反应，生成无色无味的气体乙，则：
①乙的电子式为___________。

②在水中持续加热甲，生成一种更难溶的物质并逸出气体乙，该反应的化学方程式为
___________。