人教版（2019）高中化学必修第二册《化工生产中重要的非金属元素》学考通关（含答案）

《化工生产中重要的非金属元素》学考通关
一、选择题
1.[重庆巴蜀中学2020高一期中]化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是
( )
A.液氨可用作制冷剂，工业上常将浓氨水滴入生石灰或固体NaOH中快速制取氨
B.葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可防止营养成分被氧化
C.“明如镜、声如磐”的瓷器由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐
D.84消毒液是以NaClO为有效成分的消毒液，与白醋混合可以提升消毒效果
2.下列物质在一定条件下与碳作用所产生的无色气体能与H2S反应的是( )
A.二氧化硅
B.浓硫酸
C.浓硝酸
D.水
3.下列说法正确的是( )
A.CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B.NH3液化时吸收大量的热，因此，氨常用作制冷剂
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色，原理不同
4.[山东德州2020高一期末]如图是进行气体性质实验的常用装置，下列对有关实验现象的描述中，不正确的是( )
A.若水槽中盛有水，试管中充满SO2，可看到试管中液面上升
B.若水槽中盛有水，试管中充满NO2，可看到试管中液面上升，液体充满试管
C.若水槽中盛有水(滴有酚酞溶液)，试管中是NH3，可看到试管内液面上升，液体呈红色
D.若水槽中盛有NaOH溶液，试管中是Cl2，可看到试管内液面上升，黄绿色褪去
5.下列物质之间的转化都能一步实现的是( )
A.
B.
C.
D.
6.[辽宁省实验中学2020高一期中]利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
A.A
B.B
C.C
D.D
7.[山东新泰一中2019高一质检]为了检验某溶液中是否含有常见的四种无机离子，某化学小组的同学设计了如图所示的实验。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得出的正确结论是( )
A.原溶液中一定含有SO42-
B.原溶液中一定含有NH4+
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
8.把3 mol NO2气体依次通过盛有①1 L 1 mol·L-1碳酸钠溶液、②浓硫酸、③足量Na2O2的装置后(假设每一步的反应都是充分的，忽略气体在水中的溶解)，再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是( )
A.1 mol NO
B.1 mol NO2和0.5 mol O2
C.0.25 mol O2
D.mol NO
9.将气体a通入b中，始终无明显变化的是( )
A.A
B.B
C.C
D.D
10.已知某物质X能发生如图所示转化：
下列有关该转化关系中物质及其反应的叙述错误的是( )
A.若X为N2，则A为硝酸
B.若X为S，则A为硫酸
C.反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应
D.若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y
11.将9g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12 L NO，剩余4.8 g金属；继续加入100 mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12 L NO，若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是( )
A.原混合物中铜和铁各0.065 mol
B.稀硝酸的物质的量浓度为4.0 mol.L-1
C.第一次剩余的4.8 g金属为铜和铁的混合物
D.向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100 mL，又得到的NO在标准状况下的体积为0.56 L
二、填空题
12.A、B、C、D均为中学化学常见的物质，且均含有同一种元素，其中A是单质，它们之间存在如图转化关系。
Ⅰ.若D是红棕色气体；B气体溶于水后，溶液为碱性。
(1)请写出A的化学式： ，反应③的化学方程式为 。
(2)D溶于水形成的稀溶液与铜反应的离子方程式为 ，该反应的实验现象为 (写出两条)。
Ⅱ.若B、D既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，反应②③均为强酸条件。
反应④可以通过滴加氨水实现，该反应的离子方程式为 。
请写出A用于焊接铁轨的化学方程式： 。
13.[天津南开区2020高一学业水平考试]某实验小组的同学在实验室利用如图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)甲同学用装置A制备NO2气体，上述装置中可用于收集NO2气体的是 (填序号)，装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)乙同学用图中的装置A通过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 (填序号)来吸收。
(3)丙同学用装置B制取氨，发生反应的化学方程式是 ；为了检验集气瓶中氨是否集满，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。
14.亚硝酰氯(NOCl，熔点：-64.5 ℃，沸点：-5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解，可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成NOCl
(1)甲组同学拟制备原料气NO和Cl2制备装置如图甲所示(部分夹持装置已略去)：
为制备纯净干燥的气体，填写下表中缺少的药品。
(2)乙组同学利用甲组同学制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图乙所示：
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向，用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是 。
③装置Ⅷ的作用是 。
④装置Ⅷ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为 。
(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气，该反应的化学方程式为 。
参考答案
1.答案:A
解析:工业上常用氮气、氢气在高温、高压和催化剂存在的条件下合成氨，故A错误；SO2具有还原性，葡萄酒中通常添加少量SO2，既可以杀菌，又可防止营养成分被氧化，故B正确；瓷器由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，故C正确；NaClO与白醋中的醋酸反应生成次氯酸，次氯酸氧化性强，所以可以提升消毒效果，故D正确。
2.答案:B
解析:二氧化硅可以和碳单质反应得到硅单质和一氧化碳，一氧化碳和硫化氢不反应，A错误；浓硫酸可以和碳单质反应得到二氧化碳、二氧化硫以及水，无色气体二氧化硫可以和硫化氢反应生成硫单质和水，B正确；浓硝酸可以和碳单质反应得到二氧化碳、二氧化氮以及水，二氧化氮是红棕色气体，二氧化碳和硫化氢不反应，C错误；水和碳单质在高温下反应生成氢气和一氧化碳，二者与硫化氢均不反应，D错误。
3.答案:D
解析:NO易被氧气氧化，不能在空气中稳定存在，故A错误；液氨汽化时需要吸收大量的热，导致周围环境的温度迅速降低，因此液氨可作制冷剂，故B错误；CO2不会导致酸雨的形成，SO2、NO2都会导致酸雨的形成，故C错误；活性炭使品红溶液褪色是因为其具有吸附性，二氧化硫与品红反应生成无色物质从而使溶液褪色，过氧化钠使品红溶液褪色是因为其具有强氧化性，三者使品红溶液褪色的原理不同，故D正确。
4.答案:B
解析:二氧化硫易溶于水，与水反应生成亚硫酸，则可以看到液面上升，A正确；二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，NO不溶于水，则可看到液面上升，但液体不会充满试管，B错误；氨极易溶于水，与水反应生成一水合氨，一水合氨电离使溶液显碱性，使酚酞变红，则可看到试管内液面上升，液体呈红色，C正确；氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，则可看到试管内液面上升，黄绿色褪去，D正确。
5.答案:C
解析:二氧化硅不能一步反应生成硅酸，可先反应生成可溶性的硅酸盐，再与酸反应获得硅酸，A项错误；氧化铝不能一步反应生成氢氧化铝，可由可溶性铝盐与碱反应或偏铝酸盐与酸反应得到氢氧化铝沉淀，B项错误；氮气与氢气在高温、高压及催化剂作用下反应生成氨，氨催化氧化得到一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，各物质之间的转化均能一步完成，C项正确；硫与氧气反应只能生成二氧化硫，不能一步转化为三氧化硫，D项错误。
6.答案:B
解析:氯气与水反应产生了盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，氯气不具有漂白性、酸性，故A错误；浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水变为碳，又因浓硫酸具有强氧化性，与碳发生氧化还原反应，生成的二氧化硫能使溴水褪色，按照装置中的实验现象能说明浓硫酸具有脱水性、氧化性，故B正确；稀硝酸把Na2SO3氧化为Na2SO4，不能用稀硝酸和Na2SO3反应制取SO2，故C错误；浓硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，但浓硝酸易挥发，硝酸、碳酸均可与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，则不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱，也就不能比较C、Si非金属性的强弱，应排除硝酸的干扰，故D错误。
7.答案:B
解析:原溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡溶液，如果原溶液中含有亚硫酸根离子，则会被氧化为硫酸根离子，所以产生白色沉淀不能说明原溶液中一定含有SO42-，A错误；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氮，向血红色溶液中加入NaOH溶液得到NH3，所以原溶液中一定含有铵根离子，B正确；原溶液中加入稀盐酸，引入了氯离子，能和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故原溶液中不一定含有氯离子，C错误；原溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡溶液，如果原溶液中含有亚铁离子，则亚铁离子会被氧化为铁离子，Fe3+和KSCN反应使溶液变为血红色，所以原溶液中不一定含有Fe3+，D错误。
8.答案:D
解析:3 mol NO2气体通过碳酸钠溶液，首先发生反应：，生成1 mol NO、2 mol HNO3，再发生反应：，生成1 mol CO2，通过浓硫酸干燥后所得气体为1 mol NO、1 mol CO2，将气体通过足量的过氧化钠，发生反应：，生成0.5 mol O2，再发生反应：2NO +O22NO2，1 mol NO消耗0.5 mol O2，生成1 mol NO2，故最终得到的气体为1 mol NO2，再用排水法收集，发生反应，故最终收集到的气体为mol NO，D正确。
9.答案:B
解析:氯气能够置换出溴，溶液由无色变为橙色，A不符合题意；二氧化碳与氯化钙溶液不反应，B符合题意；二氧化硫溶于水生成H2SO3，H2SO3电离出H+，在酸性条件下SO32-能够被NO氧化为SO42-，Ba2+与SO42-反应生成硫酸钡沉淀，C不符合题意；二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸将Fe2+氧化为Fe3+，溶液由浅绿色变为黄色，D不符合题意。
10.答案:C
解析:若x为N2，则Y是NO，Z是NO2，A为硝酸，故A正确；若X为S，则Y是SO2，Z是SO3，A为硫酸，故B正确；若X为N2，Y是NO，Z是NO2，NO2与水反应生成硝酸和NO，反应①、②、③均属于氧化还原反应，故C错误；若X为H2S，则Y为S，Z是SO2，A为亚硫酸，亚硫酸不能与金属铜反应，故D正确。
11.答案:D
解析:整个过程可以看作是9g铜和铁的混合物与200 mL稀硝酸反应生成0.1 mol NO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生反应的化学方程式为，设铁的物质的量为x mol，铜的物质的量为y mol，根据二者质量与生成NO的体积列方程：56 g·mol-1×x mol + 64 g·mol-1×y mol =9 g，×(x mol +y mol)=，解得x =0.075、y=0.075，由上述分析可知，原混合物中铜和铁的物质的量均为0.075 mol，故A错误；根据化学方程式可知，n(HNO3)=4n(NO)=0.4 mol，稀硝酸的物质的量浓度为，故B错误；9 g混合物中含铁的质量为0.075 mol x 56 g·mol-l =4.2 g，含铜的质量为0.075 mol x64 g·mol-l=4.8 g，则第一次剩余的金属为Cu，故C错误；再加入100 mL该稀硝酸，Fe2+与稀硝酸反应生成NO与硝酸铁，溶液中Fe2+的物质的量为0.075 mol，后加入的稀硝酸中含HNO3的物质的量为0.1 L×2.0mol·L-1=0.2 mol，反应中存在关系式：3Fe2+~4HNO3~ NO，HNO3过量，Fe2+完全反应，得到的NO的物质的量为0.025 mol，标准状况下其体积为0.025 mol ×22.4 L·mol-1 =0.56 L，故D正确。
12.解析:Ⅰ.根据图示的转化关系，若D是红棕色气体，则D为二氧化氮；B气体溶于水后，溶液为碱性，则B为氨；A为单质，则A为氮气；C为一氧化氮。
(1)A的化学式为N2，反应③的化学方程式为
(2)D溶于水形成的稀溶液为稀硝酸，与铜反应的离子方程式为，该反应的实验现象为红色固体溶解，溶液变为蓝色，产生无色气泡，在试管口有红棕色气体生成。
Ⅱ.若B、D既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，结合图示的转化关系，则推测A为铝，B为氧化铝，C为铝盐，D为氢氧化铝。
(1)反应④的离子方程式为。
(2)A用于焊接铁轨的化学方程式为。
答案:
Ⅰ.(1)N2/
(2) /红色固体溶解，溶液变为蓝色(或产生无色气泡，在试管口有红棕色气体生成)
Ⅱ.(1)
(2)
13.解析:实验室采用铜与浓硝酸反应制备二氧化氮，二氧化氮的密度比空气的大，且能与水反应，故用向上排空气法收集；实验室可采用浓硫酸与铜在加热条件下反应制备二氧化硫；实验室采用加热氢氧化钙与氯化铵固体混合物的方法制备氨。
(1)甲同学用装置A通过铜与浓硝酸反应制备NO，气体，则装置A中发生反应的离子方程式为；二氧化氮的密度比空气的大，且能与水反应，故用向上排空气法收集，题给装置中可用于收集NO2气体的是装置D。
(2)铜与浓硫酸要在加热条件下反应，故用装置A通过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 ；二氧化硫有毒，为酸性氧化物，能与氢氧化钠反应，故实验所产生的S0，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，可通过加热氢氧化钙与氯化铵固体制备氨，发生反应的化学方程式是；为了检验集气瓶中氨是否集满，可将湿润的红色石蕊试纸置于导管口，氨溶于水使溶液显弱碱性，故若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明已收集满；氨与氯化氢气体反应生成NH4Cl，化学方程式为，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，反应中氮元素由-3价变为+2价，故NH3被氧化，当生成标准状况下11.2 L(即0.5 mol)NO时，有0.5 mol NH3被氧化，其质量是0.5 mol × 17 g·mol-1=8.5 g。
答案:
D /
酒精灯 / /F
(3) /湿润的红色石蕊试纸变蓝/产生白烟 /
(4)8.5
14.解析:(1)实验室通常用浓盐酸和MnO2混合加热制氯气，因盐酸有挥发性，氯气中混有的HCl气体需要用饱和食盐水除去，最后再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的Cl2；用铜和稀硝酸反应制NO气体，因装置中混有的氧气和NO反应生成少量NO2，因此需要通过水除去可能混有NO2，最后再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的NO。
(2)①亚硝酰氯的熔、沸点较低，易液化，遇水易水解，故需要除去混合气体混有的水蒸气，保持装置内干燥，同时需要考虑Cl和NOCl尾气对环境的污染，需要用NaOH溶液除去尾气，则装置连接顺序为a→。②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、C12外，还可以通过观察气泡调节气体的流速，控制NO和Cl2的比例。③亚硝酰氯遇水易水解，装置Ⅶ的作用是防止水蒸气进入装置区中与收集到的NOCl反应。④装置Ⅷ中 NaOH溶液能吸收Cl2及NOCl，其中NOCl与NaOH发生反应的化学方程式为。
(3)浓硝酸与浓盐酸在一定条件下反应生成亚硝酰氯和氯气；发生反应的化学方程式为。
答案:
(1)①浓盐酸 /②饱和食盐水 /③稀硝酸 /④水
(2)① /②通过观察气泡调节气体的流速 / ③防止水蒸气进入装置 中与收集到的NOCl反应 /④
(3)
12 / 12