2020届高三化学二轮复习 氧族元素环境保护专题训练 人教版

2020届高三化学二轮复习专题训练：氧族元素环境保护

试卷说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，请将第Ⅰ卷各小题的答案选出后填涂在答题卡上，第Ⅱ卷各题答在试卷的相应位置上，满分110分，答题时间100分钟。

可能用到的相对原子质量：H－1C－12N－14O－16Na－23S－32Cl－35.5Ca－40Zn －65Ba－137Pb－207

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题包括16个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共48分)。

1．下列关于环境污染的说法不正确的是()

A．二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳任意排放都会导致酸雨

B．生活污水、农药和难分解有机物等会造成水体污染

C．装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染

D．二氧化碳和甲烷等物质的大量排放会造成温室效应的加剧

【解析】酸雨的形成主要是由于二氧化硫和氮氧化物的任意排放，与二氧化碳无关，A项错误；其他选项正确。

【答案】 A

2．煤是一种重要的能源，含有硫元素，下列说法正确的是()

A．煤是含碳化合物

B．煤是一种可再生资源

C．在水吸收SO2的过程中只发生物理变化

D．SO2是酸性氧化物，被雨雾吸收后转化成酸雨

【解析】A．煤属于混合物；B.煤是不可再生资源；C.水吸收SO2并与其反应：SO2＋H2O H2SO3，主要是化学变化；D.SO2是典型的酸性氧化物，被雨雾吸收后转化为亚硫酸成为酸雨。

【答案】 D

3．从20世纪20年代起，就有人预言可能存在由4个氧原子构成的氧分子，但一直没有得到证实。最近，意大利一所大学的科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子制造出了它存在的证据。若该氧分子具有空间对称结构，你认为该氧分子是()

A．氧元素的一种同位素

B．臭氧的同素异形体

C．一种新的氧化物

D．可能是极性键构成的极性分子

【解析】O4是氧元素的一种新的单质分子，故A、C错；与臭氧互为同素异形体，B正确；单质分子不可能存在极性键，D错。

【答案】 B

4．下列关于氧族元素及其化合物的判断正确的是()

A．非金属性：O

B．稳定性：H2O>H2S>H2Se>H2Te

C．酸性：H2SO4

D．还原性：H2S>SO2>H2Se

【解析】根据元素周期律，非金属性：氧、硫、硒、碲依次顺序减弱，A错；同主族元素最高价含氧酸的酸性随着原子序数递增，酸性减弱，C错；同主族元素从上至下气态氢化物的还原性逐渐增强：H2Se>H2S>SO2，由2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O知，硫化氢还原性比二氧化硫的强，D错。

【答案】 B

5．采用循环操作可提高原料的利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是()

A．硫酸工业B．合成氨工业

C．硝酸工业D．氯碱工业

【解析】硫酸工业，循环操作提高二氧化硫利用率；合成氨工业，循环操作提高氮气和氢气利用率；

硝酸工业，循环操作提高氨的转化率；氯碱工业，电解饱和氯化钠溶液，没有循环操作。

【答案】 D

6．香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用A.无水硫酸铜、B.澄清石灰水、C.红热氧化铜、D.生石灰、E.酸性品红溶液等可将其一一检出，检出的正确顺序是()

A．混合气→A→E→B→D→C

B．混合气→C→D→E→E→A

C．混合气→A→E→E→B→D→C

D．混合气→B→E→A→D→C

【解析】最先检验出水，排除B、D项；通入澄清石灰水检验二氧化碳前，要确认二氧化硫已除尽。

【答案】 C

7．在硫酸的工业制法中，下列生产操作及说明生产操作的主要原因二者都正确的是

() A．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO3会与杂质反应

B．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能燃烧

C．SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便使SO3吸收完全

D．SO2氧化为SO3时需要使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率

【解析】沸腾炉出来的气体中含有砷、硒等的化合物和矿尘等，杂质和矿尘都会使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不良影响，所以要净化气体，A错；硫铁矿粉碎后，与空气接触面增大，反应加快；而块状硫铁矿与空气接触面小，反应慢，不是大块的硫铁矿不能燃烧，B错；因为三氧化硫溶于水放出大量的热量，易形成酸雾，污染环境，且吸收效率低，所以，采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，C正确；催化剂只能加快化学反应速率，不能使平衡发生移动，所以，使用催化剂不能提高二氧化硫的转化率，D 错。

【答案】 C

8．古代曾用绿矾强热得到硫酸、红色粉末和刺激性气体，此反应属于()

A．有氧化还原的分解反应

B．无氧化还原的分解反应

C．只是氧化还原反应

D．只是分解反应

【解析】2(FeSO4·7H2O)Fe2O3＋H2SO4＋SO2↑＋13H2O，既是分解又是氧化还原反应。

【答案】 A

9．设计实验表明：亚硫酸钠既有氧化性又有还原性，必选试剂是()

A．盐酸、浓硫酸、氯化钡溶液

B．溴水、硫化钠溶液、稀硫酸

C．硝酸、硫化氢、氢氧化钠溶液

D．氧气、氯化钡溶液、水

【解析】本题考查实验设计。探究某反应是否发生了，必须有明显现象。证明亚硫酸钠具有还原性，必须用氧化剂，且有颜色变化，应选溴水或酸性高锰酸钾溶液，发生反应时溶液褪色；证明它有氧化性，要选还原剂。应选硫化钠和稀硫酸，硫化钠和亚硫酸钠混合，加稀硫酸，产生淡黄色沉淀。发生的反应为Na2SO3＋2Na2S＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。

【答案】 B

10．下列离子方程式正确的是()

A．碳酸氢铵溶液与足量氢氧化钠溶液反应：NH＋4＋OH－===NH3·H2O

B．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

C．向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO2－4恰好沉淀完全：2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓

D．向NaClO溶液中通入过量SO2：ClO－＋SO2＋H2O===HClO＋HSO－3

【解析】A中氢氧化钠过量，NH＋4、HCO－3均与OH－反应；C中SO2－4恰好沉淀完全时，Al(OH)3也恰好溶解；D中ClO－有强氧化性，会将SO2氧化成SO2－4。

【答案】 B

11．甲：18mol/L硫酸溶液，乙：2mol/L硫酸溶液。敞口放置于空气中很长时间，对甲、乙溶液变化的判断正确的是()

A．甲、乙溶液中溶质物质的量浓度都减小

B．甲、乙溶液中溶质物质的量都增大

C．甲、乙溶液质量都增大

D．甲溶液的物质的量浓度减小，乙溶液的物质的量浓度增大

【解析】甲为浓硫酸，在空气中吸水，溶液质量增大，溶质质量分数减小；乙为稀硫酸，在空气中蒸发水，溶液浓度增大，溶液质量减小，二者溶质质量不变。

【答案】 D

12．过量废铜与少量18mol/L的硫酸溶液在加热条件下反应，下列分析不正确的是()

A．利用该反应制取硫酸铜不符合绿色化学原理

B．只要持续加热很长时间，硫酸能完全反应

C．参加反应的H2SO4的物质的量小于转移电子的物质的量

D．反应后混合物中有不溶于酸的黑色固体，它可能是CuS、Cu2S

【解析】Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，因为产生二氧化硫污染环境，硫酸利用率只有50%，所以，它不符合绿色化学要求，A项正确；浓硫酸变成稀硫酸后，持续加热，随着水的蒸发，稀硫酸浓度增大，所以，铜过量，持续加热，硫酸能完全反应，B项正确；根据反应式知，2mol H2SO4完全反应转移电子2mol，C项错误；根据氧化还原反应原理，铜的化合价从0价可升至＋1、＋2价，而硫从＋6价可降至＋4、0－2价，所以，可能得到CuS、Cu2S等，D项正确。

【答案】 C

13．标准状况下，在四个等体积的密闭容器中，分别充入等体积比的下列气体，充分反应后，容器里压强最小的是()

A．Cl2＋H2S B．H2S＋SO2

C．SO2＋O2D．SO2＋CO2

【解析】取气体为2mol，A项，Cl2＋H2S===2HCl＋S，反应后气体为2mol；B项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，剩余二氧化硫0.5mol；C项，SO2、O2在该条件下不反应，气体为2mol；D项，SO2、CO2在该条件下不反应，气体为2mol。

【答案】 B

14．某研究性学习小组，为研究光化学烟雾的消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)，各种物质的相对浓度随时间的消长，记录于图中，根据图中数据，下列推论最不合理的是()

A．NO的消失速率比RH的快

B．NO生成NO2

C．RH及NO2可以生成PAN及O3

D．O3生成PAN

【解析】由曲线斜率可知在某一时间段内NO的消失速率比RH的快；NO的浓度一直在减小，NO2的浓度先升高后减小，在0～1时间段内NO可能生成NO2；O3、PAN的浓度在增加，而RH浓度一直在减小，RH及NO2在某一时间段内可能生成PAN及O3；O3的浓度一直在增加，不可能生成PAN，D不正确。

【答案】 D

15．为证明SO2与Ba2＋只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，可设计如下实验方案，其中可行的是

()

A．将SO2通入Ba(OH)2溶液中，有白色沉淀生成

B．将SO2通入Ba(NO3)2溶液中，有白色沉淀生成

C．将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2和HCl的混合溶液、Ba(OH)2溶液中，只有Ba(OH)2溶液中有白色沉淀生成

D．将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中，有白色沉淀生成

【解析】 A 、D 项实验可证明在碱性条件下SO 2能与Ba 2＋

作用形成沉淀，但不能排除在非碱性条件

下也能形成沉淀；B 项中则是在酸性(SO 2溶解后生成H 2SO 3使溶液呈酸性)条件下，NO －3将SO 2－3氧化成

SO 2－4，从而形成BaSO 4沉淀；C 项中分别在中性、酸性和碱性条件下进行实验，从而能得出结论。

【答案】 C

16．已知98%的浓H 2SO 4的物质的量浓度为18.4mol·L －1，则49%的H 2SO 4溶液的物质的量浓度为

( )

A ．9.2mol/L

B ．大于9.2mol·L －1

C ．小于9.2mol·L －1

D ．不能确定

【解析】 由c ＝1000mL ×ρg·mL －1×w %M g·mol －1×1L

，因98%的硫酸的密度大于49%的硫酸的密度，故选C 。 【答案】 C 第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

二、填空题(本题包括5个小题，共56分)

17．(6分)氧、硫、硒、碲最外电子层上都有________个电子。若用R 代表氧族元素，其气态氢化物的化学式为________，其中氢化物的稳定性最强的是________；其最高价氧化物的化学式为________，最高价氧化物对应的水化物的化学式为________，H 2SeO 3的名称是________。

【答案】 6 H 2R H 2O RO 3 H 2RO 4 亚硒酸

18．(14分)某学校化学课外小组为了探究氯气与二氧化硫同时通入水中的反应，设计了如图所示的实验装置，请按要求回答下列问题。

(1)现采用二氧化锰与浓盐酸为原料制取氯气，应选择下列装置中的________，安装在上图的________

处，采用亚硫酸钠固体与70%的浓硫酸为原料制取SO 2，应选择下列装置的________，安装在上图的________处(装置不能重复选用，填装置序号)。

(2)仪器F 的作用是________________。

(3)B 处装置中发生反应的离子方程式为______________________。A 处装置发生的反应类型为________，D 装置中主要反应的离子方程式为______________________。

(4)为了证明D 中溶液里的Cl －是Cl 2、SO 2和H 2O 反应生成的，做该实验时，必须注意两点：第一，

实验过程中应使一种气体过量，这种气体是________(填分子式)；第二，装置C 必不可少，其原因是______________________。

(5)装置D 除作为反应器外，还有一个作用是______________________。

【解析】 (1)由图可看出B 装置产生的气体要通过饱和食盐水，所以B 处应制取氯气，故选装置a ；A 处产生的气体通过一球形漏斗缓冲装置，气体应为SO 2，亚硫酸钠是粉末状，不能用启普发生器装置随制随停，故应选择装置b 。(2)SO 2溶解度较大，可能会产生倒吸，仪器F 是为了防止倒吸(作安全装置)。(3)B 处装置是制取氯气：MnO 2＋4HCl MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ；A 处装置是制取二氧化硫：Na 2SO 3＋

H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；氯气和二氧化硫同时通入水中会发生氧化还原反应，氯气为氧化剂，二氧化硫是还原剂，化学方程式为：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(4)反应后D装置的溶液中的Cl－可能有三种产生途径：①Cl2、SO2和H2O反应生成硫酸和氯化氢；②氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸；③浓盐酸挥发出的氯化氢没有除去，进入了D中产生。为了证明Cl－是由氯气、二氧化硫和水反应生成的，就要防止后两种情况发生，所以要在反应过程中，始终使SO2过量。(5)根据氯气与二氧化硫反应的方程式知，当它们的体积比为11时恰好完全反应，所以，反应过程中需要调节气体流速确保二氧化硫过量，通过在水中产生气泡快慢判断。

【答案】(1)a B b A(2)防止倒吸(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－===Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O复分解反应Cl2＋SO2＋2H2O===SO2－4＋2Cl－＋4H＋(4)SO2浓盐酸会挥发出氯化氢气体进入D中，影响实验结论(5)调节通入氯气、二氧化硫气体的相对速率

19．(13分)某化学研究性小组讨论Fe3＋和SO2－3之间发生怎样的反应，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应：2Fe3＋＋SO2－3＋H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋2H＋；二是发生双水解反应：2Fe3＋＋3SO2－3＋6H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋3H2SO3。为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验，请填写下列空白：

实验Ⅰ：取5mL FeCl3溶液溶于试管中，逐滴加入Na2SO3浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na2SO3溶液至过量溶液颜色加深，最终变为红褐色。这种红褐色液体是________。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可以观察到的现象是______________________。将溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变成血红色，反应的离子方程式为______________________。另一份加入BaCl2稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式是______________________。

实验Ⅱ：换用稀释的FeCl3和Na2SO3溶液重复实验Ⅰ。实验Ⅰ、Ⅱ产生的现象完全相同。由上述实验得出的结论是______________________。若在FeCl3浓溶液中加入Na2CO3浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的化学方程式是______________________。从形式上看，Na2CO3和Na2SO3相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大，分析其原因可能是：①________②________。

【答案】实验Ⅰ：氢氧化铁胶体先产生红褐色沉淀，后沉淀逐渐溶解，溶液变为黄色，有气泡产生Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓

实验Ⅱ：Fe3＋与SO2－3同时发生氧化还原反应和双水解反应2Fe3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑SO2－3有较强的还原性，CO2－3没有还原性SO2－3水解的能力较CO2－3小

20．(10分)已知A、B、C、D四种物质，都含有一种共同的元素，它们相互转化的关系如图所示：

(1)根据以上信息推断：A________，B________，C________，D________(填化学式)。

(2)从A、B、C、D四种物质中任选一种，从它们所含共同元素的价态上预测该物质具有氧化性或还原性，并设计实验验证：________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)S H2S SO2H2SO4(2)A(硫单质)物质中，硫元素的化合价为零价，既可以升高，又可以降低。因此，硫单质既具有氧化性，又具有还原性。取少量硫粉，置于燃烧匙中，在酒精灯上点燃后，立即伸入盛有氧气的集气瓶中，硫燃烧得更旺，并产生有刺激性气味的气体：S＋O2===SO2，证明硫元素具有还原性；取少量硫粉与铁粉混合，置于石棉网上，用红热的玻璃棒点触，可以观察到混合物发生反应：Fe＋S FeS，证明硫元素具有氧化性。

21．(13分)人教版高一教材设置了“蔗糖(C12H22O11)与浓硫酸”反应的实验，为了探究教材描述现象“蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体”，某同学根据下列仪器和试剂(可以重复使用)设计如下实验方案：

(1)为了验证蔗糖与浓硫酸在常温下反应的产物，按气体流向从左至右，组合实验装置，填接口字母代

号：______________________。

(2)A 中分液漏斗里装的试剂名称是________，烧瓶里的现象可能是______________________。D 装置中的现象是______________________。

(3)装置C 中试剂可以用下列物质替代________。

A ．浓硫酸

B ．氢氧化钠溶液

C ．溴水

D ．饱和碳酸氢钠溶液

(4)证明蔗糖与浓硫酸反应产物有二氧化硫的实验现象是________；证明产物有二氧化碳的实验现象是______________________________。

(5)在常温下，发现浓硫酸与蔗糖反应慢，该同学向混合物中滴几滴水，反应明显加快，其原因是______________________，这样做，检验产物________(填化学式)没有意义了。

【解析】 蔗糖与浓硫酸可能发生的化学反应有：C 12H 22O 11(蔗糖)――→浓硫酸12C ＋11H 2O ，C ＋2H 2SO 4(浓)===CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ，其产物有水、二氧化碳和二氧化硫。(1)先检验水，二氧化硫用品红溶液检验，二氧化碳用澄清石灰水检验，因为二氧化碳与澄清石灰水反应产生白色沉淀：Ca(OH)2＋SO 2===CaSO 3↓＋H 2O ，二氧化碳不能使品红溶液褪色，所以，检验二氧化碳时，先要除净二氧化硫，以免干扰对二氧化碳的检验。

综上所述，仪器连接顺序：A ―→D ―→E(Ⅰ)―→C ―→E(Ⅱ)―→B ；酸性高锰酸钾溶液足量，可以起两种作用：除去二氧化硫并确定已除净，仪器连接也可以是：A ―→D ―→E ―→C ―→B ，所以，接口连接顺序：a －g －f －h －i －d －e －h －i －c 或a －g －f －h －i －d －e －c 。(2)浓硫酸是液体应装入分液漏斗中，蔗糖装入烧瓶中；烧瓶里的现象是白色蔗糖变成黑色，产生气泡，黑色固体膨胀。因为产生水蒸气，白色硫酸铜会变成蓝色。(3)酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，发生氧化还原反应。二氧化硫和二氧化碳都能被氢氧化钠溶液吸收，饱和碳酸氢钠溶液与二氧化硫反应产生二氧化碳，对检验二氧化碳实验有干扰：NaHCO 3＋SO 2===NaHSO 3＋CO 2↑，所以，只能选用溴水代替酸性高锰酸钾溶液：SO 2＋Br 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HBr 。(4)E 装置中品红溶液褪色，说明反应产物中有二氧化硫；确定二氧化硫除净，B 中澄清石灰水变浑浊，能证明产物中有二氧化碳。(5)浓硫酸遇水放出大量热量，使混合物温度升高，反应加快。

【答案】 (1)a －g －f －h －i －d －e －h －i －c 或a －g －f －h －i －d －e －c (2)浓硫酸 白色固体先变黄褐色，后变黑色，并膨胀，产生大量气泡 白色粉末变蓝色 (3)C (4)E 中品红溶液褪色 确认二氧化硫已除尽，B 中澄清石灰水变浑浊(5)浓硫酸溶于水放出大量热量，使混合物温度升高 H 2O

三、计算题(本题包括1小题，共6分)

22．(6分)将5.1g 镁铝合金溶于600mL 0.5mol/L 的H 2SO 4溶液中，完全溶解后再加入0.1mol/L 的NaOH 溶液，得到沉淀的质量为13.6g ，继续滴加NaOH 溶液时则沉淀会减少。

(1)当加________mL NaOH 溶液时，可使溶解在硫酸中的Mg 2＋和Al 3＋恰好完全沉淀。

(2)计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。(列出算式)

【解析】 Mg 2＋、Al 3＋恰好完全沉淀时，溶液中只有Na 2SO 4，则n (NaOH)＝2n (SO 2－4)＝

2×0.6L ×0.5mol/L ＝0.6mol ，故V [NaOH(aq)]＝0.6mol 1.0mol/L

＝0.6L 。 【答案】 (1)600 (2)5.6L