全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素高频考点知识梳理

(每日一练)全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素高频考
点知识梳理
填空题
1、工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种________？请从节约原料和环境保护的角度说明原因_________。

①
②
③
④
答案： ③ ③先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质；①、②和④铜单质与浓稀硝酸或浓硫酸反应都会生成氮氧化物或硫氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境。

解析：
工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。

2、硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐占地壳质量的90%以上。

(1)下列物质不含有硅酸盐的是____。

()()332Cu+HNO 浓Cu NO −−−−→()()332
Cu+HNO 稀Cu NO −−−−→()32
3HN 空气Cu CuO Cu NO △O −−−−−→−−−−−→()()32
324Ba 浓硫酸
C C NO u CuSO u NO △−−−−−−→−−−−−−−→
A．陶瓷 B．金刚砂 C．水泥 D．碳纳米管 E.玻璃 F.富勒烯
(2)保存NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃磨口塞，用离子方程式表示其原因____，工艺师常用____(填物质名称)
来雕刻玻璃。

(3)绿柱石(绿宝石矿藏的主要化学成分为Be n Al2Si6O18，可用氧化物形式表示为nBeO•Al2O3•6SiO2，其n值为____。

(4)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作____。

Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融
反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是____(填字母)。

A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
答案：(1)BDF
(2) SiO2+2OH-=SiO32−+H2O 氢氟酸
(3)3
(4) 防火剂 D
解析：
(1)
陶瓷、水泥、玻璃都是硅酸盐产品；金刚砂的成分是二氧化硅；碳纳米管是碳单质；富勒烯是碳的单质，所以
不含有硅酸盐的是：B.金刚砂、D.碳纳米管、F.富勒烯；
(2)
氢氧化钠和二氧化硅反应生成硅酸钠和水SiO2+2OH-=SiO32−+H2O，所以保存NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃磨
口塞；氢氟酸和二氧化硅反应生成四氟化硅气体和水，工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。

(3)
绿柱石(绿宝石矿藏的主要化学成分为Be n Al2Si6O18，可用氧化物形式表示为nBeO•Al2O3•6SiO2，根据化合价代数
和等于0，2n+3×2+4×2-2×218=0，n=3；
(4)
用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3具有阻燃作用，可用作防火剂；SiO2与纯碱混合高温熔融生成Na2SiO3，氧化铝和碳酸钠高温条件下生成偏铝酸钠和二氧化碳，所以高温熔融纯碱时不能用普通玻璃坩埚、石英玻璃坩埚、氧化铝坩埚，可选用铁坩埚，选D。

3、工业上处理污水中NO3−常采用还原法。

I.不同密度的HNO3与Fe反应(相同温度)时还原产物成分分布情况如图示。

(1)硝酸的密度越大，高含量产物中N元素的化合价越____。

(2)已知：硝酸的密度小于1.1g·cm-3时，Fe元素转化生成Fe2+。

写出硝酸密度小于1.1g·cm-3时发生的主要反应的离子方程式____。

II.工业上利用铝粉(掺少量炭粉)处理酸性污水中的硝酸盐，脱硝率可达94%，其反应过程原理如图所示。

(3)铝粉脱硝的过程可描述为____。

(4)酸性过强，不利于脱硝的原因是____。

答案：(1)高
(2)4Fe+10H++NO3−=4Fe2++NH4++3H2O
(3)Al失去电子生成Al3+，NO3−在酸性条件下得到电子生成N2
(4)酸性过强，Al与H+反应生成H2
解析：
(1)
根据图示，随硝酸密度增大，NO2的含量增大，硝酸的密度越大，高含量产物中N元素的化合价越高；
(2)
硝酸的密度小于1.1g·cm-3时，Fe元素转化生成Fe2+，硝酸的还原产物主要是NH4+，硝酸密度小于1.1g·cm-3时发生的主要反应的离子方程式为4Fe+10H++NO3−=4Fe2++NH4++3H2O；
(3)
根据图示，Al失去电子生成Al3+，NO3−在酸性条件下得到电子生成N2；
(4)
酸性过强，Al与H+反应生成H2，不利于脱硝。

4、物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。

请根据如图所示，回答下列问题：
(1)酸雨的pH_______(填范围)。

(2)Y 能使品红溶液褪色，它与一种黄绿色气体等体积通入水中得到的溶液却几乎没有漂白性，反应的离子方程式为_______；并用单线桥法标明电子转移的方向和数目_______。

(3)和
都能使澄清石灰水变浑浊，请设计一种方法检验
，混合气体中的
：_______。

(4)写出Y 形成酸雨的主要途径的化学方程式_______；
(5)W 的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为_______。

(6)已知S 的氧化性较弱，则硫粉与铜加热反应的化学方程式为_______。

(7)固体不能导电，而溶液可以导电，原因是_______。

(8)欲制备(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，合理的是_______(填序号)。

A ．
B ．
C ．
D ．
答案：(1)小于5.6
(2)
(3)先将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液或溴水中，溶液颜色变浅，再通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明混合气体中含有二氧化碳
(4)SO 2+H 2O=H 2SO 3、O 2+2H 2SO 3=2H 2SO 4；2SO 2+O 2 2SO 3，SO 3+H 2O=H 2SO 4 (5)
(6)
(7)固体硫酸钠不导电是因为所含钠离子和硫酸根离子不能自由移动，水溶液能导电是因为硫酸钠电离产生可自由移动的离子
2SO 2
CO 2
CO 2SO 2
CO 24Na SO 24Na SO 223
Na S O 2Na S S +23Na SO S +2324
Na SO Na SO +224SO Na SO +22224SO Cl 2H O 4H 2Cl SO +--
++=++−−−
→催化剂
24422Cu 2H SO (CuSO SO 2H O ∆
++↑+浓)=Δ
22Cu+S=Cu S
(8)B 解析：
X 为硫化氢，Y 为二氧化硫，W 为硫酸，Z 为亚硫酸钠，据此回答。

(1)
酸雨是pH 小于5.6的降水，则酸雨的pH 小于5.6。

(2)
Y 能使品红溶液褪色，它与一种黄绿色气体等体积通入水中得到的溶液却几乎没有漂白性，即二氧化硫、氯气
和水反应生成盐酸和硫酸，离子方程式为
；反应中，硫元素从+4价升高到+6价、氯元素从0价降低到-1价，则按得失电子数守恒、用单线桥法标明电子转移的方向和数目。

(3)
和都能使澄清石灰水变浑浊，则要检验和混合气体中的，需要吸收二氧化硫、检验二氧
化硫已除尽后再用澄清石灰水检验二氧化碳，故法检验
，混合气体中的
的方法为：先将混合气体
通入足量的酸性高锰酸钾溶液或溴水中，溶液颜色变浅，再通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明混合气体中含有二氧化碳。

(4)
Y 即二氧化硫形成酸雨的主要途径：排放到空气中的二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫、三氧化硫与水反应生成硫酸；二氧化硫也可以和水分反应生成亚硫酸、亚硫酸被氧气氧化成为硫酸，化学方程式为：SO 2+H 2O=H 2SO 3、
O 2+2H 2SO 3=2H 2SO 4；2SO 2+O 2 2SO 3，SO 3+H 2O=H 2SO 4。

(5)
浓硫酸与铜在加热条件下生成硫酸铜，二氧化硫和水，反应的化学方程式为
22224SO Cl 2H O 4H 2Cl SO +--
++=++2SO 2CO 2CO 2SO 2CO 2
CO 2SO 2
CO −−−
→催化剂。

(6)
已知S 的氧化性较弱，只能将铜氧化到+1价， 与反应热生成，则硫粉与铜加热反应的化学方程式为。

(7) 固体不能导电，而溶液可以导电，原因是：固体硫酸钠所含钠离子和硫酸根离子不能自由移动，
水溶液中硫酸钠电离、产生可自由移动的离子而导电。

(8) 中硫元素化合价平均+2价，欲制备
(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，原料中硫元素
的化合价必须有的高于+2价、有的低于+2高，则合理的是B 。

选B 。

5、晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。

如图所示流程是工业上制取纯硅的一种方法。

请回答下列问题：
(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有______(填标号)。

(2)写出反应①的化学方程式：______。

(3)化合物W 的用途很广，可用于制备硅胶和木材防火剂等，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。

将石英
24422Cu 2H SO (CuSO SO 2H O ∆
++↑+浓)=S Cu 2Cu S Δ
22Cu+S=Cu S
24
Na SO 24Na SO 223
Na S O 223
Na S
O
砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，可生成化合物W ，其化学方程式是______。

(4)A 、B 、C 三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是______(填化学式，下同)；分别通入W 溶液中能得到白色沉淀的气体是______。

答案： ①②③
、
解析：
根据流程中物质之间的反应，利用原子和电子守恒写出方程式，根据置换反应特点，单质和化合物反应生成单质和化合物进行判断反应类型。

二氧化碳是温室效应的主要气体，也是节能减排的目标气体。

（1）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：，属于置换反应；
反应②是 ，属于置换反应；反应③是，属于置换反应；反应
④为特定条件下的反应，反应物中没有单质，不属于置换反应。

故属于置换反应的有：①②③。

（2）反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：。

（3）石英砂和纯碱按一定比例混合加热至反应，石英砂是二氧化硅，纯碱是碳酸钠，反应为：。

（4）气体A 、B 、C 分别为、
、，其中
是温室气体，是减排的目标气体；
和通入
W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。

小提示：
此题主要是考查反应方程式，注意氧化还原反应方程式一般利用化合价的升降守恒进行配平，对于非氧化还原反应需要判断出反应机理。

1373~1623K ()22073∼2273K
SiO +2C
Si 粗+2CO ↑
223
232
13731623K
SiO +Na CO Na SiO +CO ↑2CO 2CO HCl ()22073∼2273K
SiO +2C
Si 粗+2CO ↑
573Κ
32Si+3HCl
SiHCl +H 32
SiHCl H Si 3HCl 1373K
++()22073∼2273K
SiO +2C
Si 粗+2CO ↑
1373~1623K 223
232
13731623K
SiO +Na CO Na SiO +CO ↑CO 2
CO HCl 2
CO 2
CO HCl。