第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题 （含解析） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列说法正确的是
A．向某溶液中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀产生，溶液中一定含有Cl-
B．向某溶液中滴加少量浓NaOH溶液并微热，将说明该湿润红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝，溶液中一定含
C．将灼热的木炭与浓硝酸反应产生的气体缓缓通入澄清石灰水中，溶液有白色沉淀产生
D．向某溶液中加入一定量的稀硫酸，产生的气体使澄清石灰水变浑浊，溶液中一定含有或
2．下列说法中，不正确的是
A．硫是一种黄色、质脆的晶体
B．硫在反应中既可作氧化剂，又可作还原剂
C．硫易燃烧，其燃烧产物是大气污染物之一
D．硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物
3．下列化合物中不能由单质直接化合生成的是
A． B． C． D．
4．下列操作或叙述正确的是
A．配制溶液时，将溶解后的NaOH溶液立即注入容量瓶
B．用小刀切下一小块金属钠，将剩余的钠再放回原试剂瓶
C．向某溶液中加入溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SO42-
D．向沸水中逐滴滴加溶液，并不断用玻璃棒搅拌，可制得胶体
5．改革开放40年，我国取得了很多世界瞩目的科技成果，下列说法不正确的是
A．用到钛合金，22号钛元素属于过渡元素 B．用到石墨烯，是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料 C．用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 D．传输信息用的光纤材料是硅
A．A B．B C．C D．D
6．下列关于NO、NO2性质的说法，正确的是
A．都是无色无味气体
B．都不溶于水
C．都可以用向上排空气法收集
D．NO2与水能够发生反应，而NO不能
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．四氧化三铁常用作油漆的红色颜料
B．碳酸钙和二氧化硅均为制作玻璃的原料
C．焰色试验利用了金属元素的化学性质
D．次氯酸能用来杀死水中的细菌，利用了次氯酸的酸性
8．下列说法不正确的是
A．钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂
B．光导纤维的主要成分是单质硅，太阳能电池使用的材料是SiO2
C．陶瓷、分子筛主要成分是硅酸盐
D．生物炼铜法是某些细菌利用空气把难溶的硫化铜矿转化为可溶性的铜盐
9．手工制陶工艺中，下列工序是在窑炉里完成的是（　　）
A．烧结 B．混合 C．成型 D．干燥
10．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．碱性的溶液中：K+、Na+、 、
B．能溶解Al2O3的溶液中：Na+、K+、、
C．饱和氯水中：Cl-、、Na+、
D．能使甲基橙显红色的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、
11．下列反应的离子方程式书写错误的是
A．铁与稀硫酸：Fe+2H+=Fe2++H2↑
B．氯气与水：Cl2+H2O=Cl-+ClO-+2H+
C．碳酸钙与稀盐酸：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
D．铜与浓硝酸：Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O
12．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是
A．NO2→HNO3 B．Cl2→HClO C．SiO2→H2SiO3 D．H2SO4(浓）→SO2
二、非选择题（共10题）
13．A、B、C是中学化学常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)。
若C是红棕色气体，如图是实验室制取A气体的装置，请结合所学知识，回答下列问题：
(1)写出实验室制备A物质的化学反应方程式____；验证A是否收集满的方法是____。
(2)写出A被氧化为B的化学反应方程式____。
(3)若有10.7g氯化铵参加反应，则产生的A气体在标准状况下的体积为____。
(4)C与水反应可得到酸X，酸X的浓溶液通常显黄色的原因是____；写出木炭与足量X的浓溶液反应的化学反应方程式____。
14．氮在自然界中的循环如图所示。
(1)过程①称为_______，写出合成氨反应的化学方程式：_______，该反应中氮气显_______性(填“氧化”或“还原”)。
(2)过程②称为_______，写出③中“雷电发庄稼”的化学方程式：_______。
15．对于工业合成氨，回答下列问题：
(1)工业合成氨造气时，理论上，1molCH4能生成多少摩尔氢气____？
(2)工业上一般用K2CO3溶液吸收CO2，并且可实现循环利用，用相应的化学方程式说明原因____。
(3)原料气净化的目的是什么____？
(4)如图所示的是合成氨的简要流程示意图，图中沿X路线到压缩机的物质是____。
A．N2和H2 B．催化剂 C．N2 D．H2
16．下列是中学化学常见气体：
①氧气 ②二氧化碳 ③氯化氢 ④氯气 ⑤一氧化氮 ⑥氨气 ⑦二氧化硫
回答下列问题：
(1)上述物质中溶于水能导电的非电解质是___________(填序号)。
(2)上述两种无色气体相遇易产生白烟的是___________(填序号)。
(3)写出铜和稀反应产生一氧化氮的化学方程式___________。用双线桥表示下列反应电子转移的方向和数目：___________
(4)上述气体中___________(填序号)能使品红溶液褪色，在通常状况下，将这两种气体等体积同时通入紫色石蕊试液中，观察到的现象是___________，其原因是___________(用离子方程式表示)。
(5)二氧化碳___________(填“能”或“不能”)形成酸雨，理由是___________。
17．5.6gFe和一定量的稀硝酸恰好完全反应，生成一氧化氮气体，反应后的溶液加入0.25moL的氢氧化钠恰好使铁离子完全沉淀。
(1)则参加反应的硝酸的物质的量为_______________________ ；
(2)写出总反应的离子方程式___________________________。
18．已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应（反应方程式已配平）：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋X↑＋2H2O试通过计算和推理回答下面的问题：
（1）X物质可以导致酸雨的形成，X应该属于________（填字母代号）。
a.酸 b.碱 c.盐 d.酸性氧化物 e.碱性氧化物
（2）X物质可以使酸性KMnO4溶液褪色，该过程中（填化学式，下同）______失去电子，氧化剂是______。
（3）足量的铜片与20mL18mol·L－1的浓H2SO4充分反应，如果该反应过程中转移了0.2mol电子，生成的CuSO4的物质的量为______mol，生成的X气体在标准状况下体积为______L（假设气体全部逸出）。
（4）将（3）反应后得到的溶液与过量Ba(OH)2溶液混合，充分反应，反应后所得沉淀的质量为______g。
19．Ⅰ．下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论正确的是___________
选项 试剂 试纸或试液 现象 结论
A 浓氨水、生石灰 红色石蕊试纸 变蓝 NH3为碱性气体
B 浓盐酸、浓硫酸 蓝色石蕊试纸 变红 HCl为酸性气体
C 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性
D 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2具有氧化性
Ⅱ．CO2是重要的化工原料，也是应用广泛的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算：
(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3，NH4HCO3很容易分解。 2.00mol NH4HCO3完全分解，分解产物经干燥后的体积为___________L(标准状况)。
(2)某H2中含有2.40 molCO2，该混合气体通入2.00LNaOH溶液中，CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应，该NaOH溶液的浓度为___________(填浓度范围)。
(3)CO2和 KO2 有下列反应：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
4KO2+4CO2+2H2O=4KHCO3+3O2
若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 molO2，则反应前密封舱内H2O的物质的量应该是___________。
20．硫及其化合物在科学研究工农业生产、农药的制备等方面具有广泛用途。某化学实验兴趣小组在实验室利用浓硫酸与Na2SO3反应制取SO2，并进行了性质探究实验装置如图所示。
已知：Na2 SO3 + S+5H2O=Na2S2O3·5H2O，Na2S2O3·5H2O不易溶于酒精。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是____，E中搅拌器的作用是_____。
(2)打开活塞2进行实验，一段时间后发现C中的溶液变为浅绿色，则C中发生反应的离子方程式为___。
(3)先打开活塞1，向装置内通入足量的H2后，再打开活塞2，发现D中的溶液无明显变化；若只打开活塞2，不通入H2，发现D中产生白色沉淀，分析产生白色沉淀的可能原因_____。
(4)E中生成物有S和CaSO3，则E中发生反应的化学方程式为______。
(5)从E的滤渣中萃取回收单质S时应选用的最佳试剂是_____(填字母代号)。
A．酒精 B．热NaOH溶液 C． CS2
(6)某同学用回收的S和装置F中得到的含Na2SO3吸收液制备Na2S2O3·5H2O晶体。在水溶液中，相关物质的溶解度曲线如图所示，请将实验方案补充完整：
称取稍过最硫粉放入三颈烧瓶中然后加入Na2SO3吸收液，加热沸腾并不断搅拌，反应至液面只有少量硫粉时，趁热过滤、____，过滤，用乙醇洗涤，用滤纸吸干，得到Na2S2O3·5H2O晶体。和用水洗涤相比，用乙醇洗涤的优点是_____。
21．某化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时，发现铜片与的硫酸溶液不反应。有同学提出疑问“在一定条件下铜与硫酸能否发生反应呢？”，并进行了系列实验。
(1)【查阅资料】是有刺激性气味的无色气体，有毒，能使红色的品红溶液褪色，能被溶液吸收。
【进行实验】(夹持仪器略)
实验1∶初步实验(所用溶液均为硫酸溶液)
序号 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5
装置
主要现象 铜片a附近溶液逐渐变蓝，铜片b附近产生无色气泡 无明显现象 无明显现象 无明显现象 铜片溶解，溶液变蓝，生成有刺激性气味的无色气体
经检验实验1-1中产生的气体是氢气。
实验2：实验1-5基础上深入探究，装置如下图。
【解释与结论】
①实验1-1中，能证明铜发生反应的现象是___________。
②实验1中，欲得出“升高温度可使铜与硫酸反应”需对比的实验是___________(填实验序号)。
③补全实验1-5和实验2中铜与硫酸反应的化学方程式：_______。
④与实验1-5相比，实验2的优点有___________。(写出一条即可)。
⑤通过上述实验能得出的结论是___________。
(2)【反思与评价】
下列说法不正确的是___________。
A．对比实验1-2和1-5，可得出“增大浓度可使铜与硫酸反应”
B．通电可促进一些化学反应的发生
C．铜与硫酸只能发生一种化学反应
D．造成反应多样性的主要因素有反应物的浓度、温度等
22．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式_______。
(2)试用下图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是_______→_______→_______→_______(填装置的编号)。
(3)实验时可观察到上图装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_______，B瓶溶液的作用是_______，C瓶溶液的作用是_______。
(4)装置②中所加的固体药品是_______，
(5)装置③中所盛溶液是_______，可验证的产物是_______。
参考答案：
1．B
A．白色沉淀可能为碳酸银、硫酸银等，则溶液中不一定含有 Cl ，故A错误；
B．铵根离子与少量浓NaOH溶液反应，加热，产生氨气，使得湿润红色石蕊试纸变蓝，溶液中一定含，故B正确；
C．灼热木炭与浓硝酸发生反应：，将混合气体通入澄清石灰水可能发生的反应有：Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，CaCO3＋2HNO3＝Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O，所以不会生成沉淀，故C错误；
D．或也能与酸反应生成无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体，所以不一定含有或，故D错误；
故答案选B。
本题考查物质的检验和鉴别，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高频考点，注意把握物质的性质的异同，注意把握常见离子的鉴别方法，难度不大。
2．D
A．硫单质为黄色、质脆的晶体，故A正确；
B．硫是0价，为中间价，可以升高也可以降低，故既可以作氧化剂也可以作还原剂，故B正确；
C．硫与氧气燃烧生成的二氧化硫可以造成酸雨，故C正确；
D．硫与铁粉生成硫化亚铁，硫和铜粉反应生成+1价的硫化亚铜，故D错误；
故选D。
3．C
A．S的氧化性较弱，Fe和S加热反应生成，由单质直接化合生成，故A不符合题意；
B．铁和氧气在点燃条件下反应生成，由单质直接化合生成，故B不符合题意；
C．S的氧化性较弱，Fe和S加热反应生成，因此CuS不能由单质直接化合生成，故C符合题意；
D．铁和氯气点燃反应生成，由单质直接化合生成，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
4．B
A．配制溶液时，溶解后的NaOH溶液应冷却至室温，才能注入容量瓶，故A错误；
B．实验中剩余的液体药品和粉末状药品不能放回原试剂瓶，但是块状的药品可以放回原试剂瓶，故B正确；
C．向某溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中含有硫酸根离子或银离子，故C错误；
D．用玻璃棒搅拌胶体，会引起胶体的聚沉，故D错误；
故答案为B。
5．D
A．钛元素的原子序数为22，位于元素周期表第四周期IVB族，属于过渡元素，故A正确；
B．石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，故B正确；
C．氮化硅陶瓷是性能优良的新型无机非金属材料，故C正确；
D．光纤材料的主要成分是二氧化硅，故D错误；
故选D。
6．D
A．NO2为红棕色气体有刺激性气味，A错误；
B．二氧化氮与水生成硝酸和一氧化氮，B错误；
C．一氧化氮密度与空气接近、能与氧气反应，不能用向上排空气法收集，C错误；
D．NO2与水能够发生反应生成硝酸和一氧化氮，而NO不能，D正确；
答案选D。
7．B
A．四氧化三铁是黑色晶体，氧化铁是红棕色粉末，氧化铁常用作油漆的红色颜料，故A错误；
B．石灰石(主要成分是碳酸钙)、二氧化硅和纯碱均为制作玻璃的原料，故B正确；
C．焰色试验利用了金属元素的物理性质，故C错误；
D．次氯酸能用来杀死水中的细菌，利用了次氯酸的强氧化性，故D错误；
综上所述，答案为B。
8．B
A．合金的熔沸点一般比成分金属的低，故钠和钾的合金在常温下是液体，可用于快中子反应堆作热交换剂，A正确；
B．光导纤维的主要成分是SiO2，太阳能电池使用的材料是单质硅，B错误；
C．陶瓷、分子筛主要成分是硅酸盐，C正确；
D．利用生物炼铜法把不溶性的硫化铜氧化，硫从负二价被氧化成正六价，最后转化成可溶的硫酸铜，成本低，污染小，反应条件十分简单，D正确；
故答案为：B。
9．A
手工制作陶瓷一般经过：配料、制模、成型、干燥、施釉、装烧等，用到的原料为石英、长石、高岭土，制成的模子在窑炉里经过烧制得到陶瓷，在窑炉里完成的工序是烧结，故选A。
10．A
A．碱性的溶液中含有大量OH-，K+、Na+、、之间以及与OH-之间不发生反应，能大量共存，故A符合题意；
B．能溶解Al2O3的溶液可能为酸或碱溶液，与H+或OH-均反应，不能大量共存，故B不符合题意；
C．饱和氯水具有酸性和氧化性，易被氧化，不能大量共存，故C不符合题意；
D．能使甲基橙显红色的溶液显酸性，Fe2+、在酸性条件下发生氧化还原反应，不能大量共存，故D不符合题意；
答案选A。
11．B
A．Fe与稀硫酸反应，生成FeSO4和H2，离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，A正确；
B．氯气与水反应，生成盐酸和次氯酸，但HClO为弱酸，不能拆成离子形式，所以离子方程式为：Cl2+H2O=Cl-+HClO+H+，B错误；
C．碳酸钙为难溶性盐，在离子方程式中以化学式表示，所以碳酸钙与稀盐酸反应的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，C正确；
D．铜与浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮气体和水，离子方程式为：Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O，D正确；
故选B。
12．C
A．NO2溶于水生成硝酸和NO，能通过一步化学反应完成，A项错误；
B．Cl2+ H2O=HCl+HClO,能通过一步化学反应完成,B项错误；
C．SiO2不能溶于水，因此不能与水直接反应产生H2SiO3，不能通过一步化学反应完成，C项正确；
D．铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、SO2和水，能通过一步化学反应完成，D项错误；
答案选C。
13．(1) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明已集满(将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管，若冒白烟，则证明已收集满
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)4.48L
(4) 浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中导致浓硝酸显黄色 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
若C是红棕色气体，则C为二氧化氮，B为一氧化氮，A为氨气，实验室制取A气体主要是用氯化铵和氢氧化钙加热反应。
（1）实验室制备A是用氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氯化钙、氨气和水，其反应的化学反应方程式Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；验满主要是利用在集气瓶口的现象来分析，因此验证A是否收集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明已集满(将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管，若冒白烟，则证明已收集满；故答案为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则证明已集满(将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管，若冒白烟，则证明已收集满。
（2）A被氧化为B即氨气的催化氧化，其反应的化学反应方程式4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O。
（3）根据方程式Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，若有10.7g氯化铵(物质的量为0.2mol)参加反应，则产生的A气体物质的量为0.2mol，在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L mol 1＝4.48L；故答案为：4.48L。
（4）C与水反应可得到酸X即二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，由于浓硝酸分解生成二氧化氮、氧气和水，因此酸X的浓溶液通常显黄色的原因是浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中导致浓硝酸显黄色；木炭与足量X的浓溶液加热反应生成二氧化氮、二氧化碳和水，其反应的化学反应方程式C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O；故答案为：浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中导致浓硝酸显黄色；C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
14．(1) 人工固氮 N2+3H22NH3 氧化
(2) 植物固氮 N2+O22NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO
（1）根据图示可知过程①为N2在人为条件下转化为氮元素的化合物，该过程称为人工固氮；
在工业上N2、H2在高温、高压、催化剂存在条件下合成氨，该反应是可逆反应，反应的化学方程式：N2+3H22NH3；
在该反应中N元素化合价由反应前N2中的0价变为反应后NH3中的-3价，化合价降低，得到电子被还原，所以N2为氧化剂，表现氧化性；
（2）根据图示可知过程②为空气中的氮气被豆科植物的根瘤菌吸收转化为氮元素化合物而被植物吸收利用，该反应过程称为植物固氮；
过程③中“雷电发庄稼”是N2、O2在电火花作用下反应产生NO，NO在常温下与O2反应产生NO2，NO2与水反应产生硝酸和NO，相应反应的化学方程式：N2+O22NO、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。
15．(1)4mol
(2)K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
(3)防止催化剂中毒
(4)A
（1）工业合成氨造气时发生CH4+2H2OCO2+4H2，理论上，1molCH4能生成4mol氢气；
（2）碳酸钠是正盐与酸性气体二氧化碳反应生成酸式盐：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；酸式盐热稳定性不好受热分解又释放二氧化碳：2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O，实现循环利用；
（3）原料气中常混有一氧化碳等气体，再进入合成塔之前为防止催化剂中毒需进行气体的净化；
（4）合成氨工业中，为增大反应物的转化率，及时分离出氨气，而未反应完的氮气和氢气又回到压缩机中发生反应，故图中沿X路线到压缩机的物质是N2和H2。
16．(1)②⑥⑦
(2)③⑥、④⑥
(3)
(4) ④⑦ 紫色石蕊试液变红
(5) 不能 二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸酸性较弱，且碳酸不稳定易分解
【解析】(1)
①氧气是单质，既不是电解质也不是非电解质；
②二氧化碳是非电解质，其溶于水形成H2CO3，H2CO3能电离使得溶液导电；
③氯化氢是电解质；
④氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质；
⑤一氧化氮是非电解质，NO不与水反应，其水溶液无自由移动的离子，溶液不导电；
⑥氨气是非电解质，其溶于水生成一水合氨，一水合氨能电离使得溶液导电；
⑦二氧化硫是非电解质，其溶于水生成亚硫酸，亚硫酸能电离使得溶液导电；
故溶于水能导电的非电解质是②⑥⑦；
(2)
HCl和NH3均为无色气体，二者反应生成NH4Cl，现象为有白烟生成(另外，氯气和氨气也能产生白烟)，故上述两种无色气体相遇易产生白烟的是③⑥、④⑥；
(3)
铜和稀反应产生一氧化氮的化学方程式为；中，NH3→N2，N元素化合价升高，失去23个电子，CuO→Cu，Cu元素化合价降低，得到32个电子，则该反应用双线桥表示为；
(4)
二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，能使品红溶液褪色，故能使品红溶液褪色的是④⑦；氯气、二氧化硫和水反应生成H2SO4和HCl，能使紫色石蕊试液变红，离子方程式为；
(5)
二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸酸性较弱，且碳酸不稳定易分解，故二氧化碳不能形成酸雨。
17． mol 6Fe+20H++5NO3-=3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O
先根据铁与氢氧化钠的物质的量之间的关系判断铁与硝酸反应的生成物，根据铁与硝酸反应的生成物计算硝酸的用量，从而写出相应的离子方程式。
n(Fe)==0.1mol，若铁与硝酸反应生成的是Fe(NO3)2，Fe(NO3)2与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁需要氢氧化钠的物质的量为0.2mol；若铁与硝酸反应生成的是Fe(NO3)3，Fe(NO3)3与氢氧化钠反应生成氢氧化铁需要氢氧化钠的物质的量为0.3mol；实际使用了0.25moL氢氧化钠，说明铁与硝酸反应的产物有硝酸铁和硝酸亚铁。假设反应产生的Fe(NO3)2的物质的量为x，则反应产生的Fe(NO3)3的物质的量为(0.1-x)，根据OH-守恒可知2x+3(0.1-x)=0.25mol，解得x=0.05mol，因此硝酸亚铁与硝酸铁的物质的量之比为0.05mol：0.05mol=1：1，因此根据铁原子守恒知，有一半的铁生成硝酸亚铁，一半的铁生成硝酸铁。
(1)根据方程式Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 可知0.05molFe发生该反应，消耗硝酸物质的量为0.05mol×4=0.2mol；根据方程式3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知0.05molFe发生该反应消耗硝酸的物质的量为0.05mol×=mol，所以反应共消耗硝酸的物质的量为n(HNO3)(总)= 0.2mol+mol=mol；
(2)Fe与硝酸反应产生等物质的量的Fe(NO3)2、Fe(NO3)3，根据电子守恒、原子守恒，可将上述第一个式子Fe+4HNO3= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O扩大三倍与第二个式子3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O叠加，可得总反应方程式，再根据物质的拆分原则铁为单质写化学式，NO是气体写化学式，水是弱电解质写化学式，硝酸、硝酸盐是可溶性强电解质写离子，则该反应的离子方程式为：6Fe+20H++5NO3-=3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。
18． d 0.1 2.24 70.38
足量的铜片与20mL18mol·L－1的浓H2SO4混合，发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，虽然反应物与生成物中间用“==”，但由于稀硫酸与铜不反应，所以铜和硫酸都有剩余。在进行硫酸铜生成量的计算时，我们既不能利用铜，也不能利用硫酸进行计算。
(1)对于Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋X↑＋2H2O，利用质量守恒定律，可求出X的化学式为SO2，X应该属于酸性氧化物；
答案为：d；
(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，则SO2作还原剂，该过程中SO2失去电子，氧化剂是KMnO4；
答案为：SO2；KMnO4；
(3)足量的铜片与20mL18mol·L－1的浓H2SO4充分反应，则存在下列关系式：Cu—2e-—H2SO4—CuSO4—SO2；该反应过程中转移了0.2mol电子，则n(CuSO4)=n(SO2)=n(e-)=0.1mol，V(SO2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
答案为：0.1；2.24；
(4)由上面计算可知，在铜与浓硫酸的反应中，n(Cu2+)=n(H2SO4)氧化性=0.1mol，从而得出溶液中n(SO42-)=0.020L×18mol/L-0.1mol=0.26mol；与过量Ba(OH)2溶液混合，发生如下反应：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，Ba2++ SO42－= BaSO4↓，从而得出n[Cu(OH)2]=0.1mol，n(BaSO4)= 0.26mol，m(沉淀)=m[Cu(OH)2]+m(BaSO4)= 0.1mol×98g/mol+0.26mol×233g/mol=70.38g；
答案为：70.38。
19． ABD 89.6 1.2mol/L≤c≤2.4mol/L 3mol
I．A．浓氨水与生石灰作用生成NH3：NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体，A正确；
B．浓硫酸溶于水放出大量的热，浓盐酸具有挥发性，向浓盐酸中滴加浓硫酸能产生HCl气体，产生的气体能使蓝色石蕊试纸变红，说明HCl为酸性气体，B正确；
C．亚硫酸钠与硫酸反应制备SO2：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，SO2能使品红试液褪色，说明SO2具有漂白性，C错误；
D．浓盐酸与MnO2共热制备Cl2：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，Cl2能使淀粉碘化钾试液变蓝，说明发生了反应：Cl2+2KI=2KCl+I2，Cl2表现氧化性，D正确；
答案选ABD。
II．(1)碳酸氢铵分解的化学方程式为：NH4HCO3H2O+NH3↑+CO2↑，从方程式可以看出，分解产物经干燥后，所得气体为NH3和CO2，且n(NH3)+n(CO2)=2n(NH4HCO3)=2×2.00mol=4.00mol，则V(混合气体)=4.00mol×22.4L/mol=89.6L，即分解产物经干燥后的体积为89.6L（标准状况）。
(2)2.40 molCO2被完全吸收，NaOH也完全反应，则反应的产物可能是Na2CO3(此时NaOH的浓度最大)或NaHCO3(此时NaOH的浓度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物；用极值思想分析两个特殊情况：①CO2+NaOH=NaHCO3，n(NaOH)=n(CO2)=2.40mol，则c(NaOH)=2.40mol÷2.00L=1.20mol/L；②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol，则c(NaOH)=4.80mol÷2.00L=2.40mol/L；综合①、②可知，NaOH溶液的浓度应该为1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。
(3)方法一：9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2，即n(CO2)∶n(O2)=1∶1，通过观察题给两个方程式可知，当把两个方程式相加时正好符合题目要求：8KO2+6CO2+2H2O=2K2CO3+4KHCO3+6O2，所以有n(H2O)=n(CO2)=×9mol=3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。
方法二：设反应前密封舱内H2O的物质的量为n，反应4KO2 + 4CO2 + 2H2O=4KHCO3 + 3O2中消耗的CO2物质的量为2n、生成的O2物质的量为1.5n，则反应4KO2 + 2CO2=2K2CO3 + 3O2消耗的CO2物质的量为(9mol-2n)、生成O2物质的量为1.5(9mol-2n)，因共生成9molO2，则1.5n+1.5(9mol-2n)=9mol，解得n=3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。
20． 长颈漏斗 使反应物充分混合，加快反应速率 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 装置中的O2将溶解的SO2氧化为H2SO4，H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀 3SO2+2CaS2CaSO3+3S C 冷却结晶 减少晶体的损失，且晶体易干燥
装置A可产生氢气，在需要时可排净装置内的空气，且不参与反应；装置B为生成二氧化硫气体的装置，装置C可验证三价铁与二氧化硫的反应；装置D可验证二氧化硫在无氧气参与反应的条件下与氯化钡不反应，有氧气时可反应生成硫酸钡沉淀；装置E验证二氧化硫与CaS的反应，二氧化硫有毒，装置F为尾气吸收装置。
(1)仪器a的名称为长颈漏斗；E中搅拌器可使反应物充分混合，增大接触面积，加快反应速率；
(2)氯化铁溶液变为浅绿色，则铁离子变为亚铁离子，二氧化硫变为硫酸根离子，反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+；
(3)不通入H2，二氧化硫与空气中的氧气及氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸，则原因为装置中的O2将溶解的SO2氧化为H2SO4，H2SO4与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀；
(4)E中二氧化硫与硫化钙反应生成物有S和CaSO3，反应的化学方程式为3SO2+2CaS2CaSO3+3S；
(5)S不溶于水，而易溶于有机溶剂，酒精与水混溶，二硫化碳不溶于水，且能溶解大量的单质硫，则最佳试剂为C；
(6)根据溶解度图象可知，反应完毕后，趁热过滤除去未反应的Na2SO3和单质S，再降温结晶得到Na2S2O3·5H2O晶体；Na2S2O3·5H2O晶体易溶于水，不易溶于酒精，则用酒精洗涤，除去晶体中的杂质，且能减少晶体的损失。
21．(1) 铜片a附近溶液逐渐变蓝 1-3和1-5 2H2O 验证了产生的气体是SO2(或进行了尾气处理，防止污染空气或长导管可防止倒吸或反应停止后从长导管鼓入空气，可将SO2充分吸收等) 在一定条件下，铜与硫酸能发生反应
(2)AC
根据化学变化的实质是有新物质生成，结合实验现象和反应条件分析解答。
（1）
①化学变化的实质是有新物质生成，铜片a附近溶液逐渐变蓝，能证明铜发生了化学反应；
②除了温度这个变量之外其他的变量都要相同，故需对比的实验为1-3和1-5；
③根据质量守恒定律，反应前后元素的种类和原子个数不变，反应物中有1个铜原子、4个氢原子、2个硫原子和8个氧原子，生成物中也应该有相应的原子种类和个数，故化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O；
④从两个实验装置的特点可知，实验2验证了产生的气体是SO2，实验1-5不能验证产生的是什么气体，实验2进行了尾气处理，防止了污染空气；长导管可防止倒吸；反应停止后从长导管鼓入空气，可将SO2充分吸收，实验1-5没有尾气处理装置，故与实验1-5相比，实验2的优点有：验证了产生的气体是SO2；进行了尾气处理，防止污染空气；长导管可防止倒吸；反应停止后从长导管鼓入空气，可将SO2充分吸收等；
⑤通过观察实验现象可以得出如下结论：在一定条件下，铜与硫酸能发生反应；
故答案为：铜片a附近溶液逐渐变蓝；1-3和1-5；2H2O；验证了产生的气体是SO2(或进行了尾气处理，防止污染空气或长导管可防止倒吸或反应停止后从长导管鼓入空气，可将SO2充分吸收等)；在一定条件下，铜与硫酸能发生反应；
（2）
A．在进行实验对比的时候，要控制只有一个变量，实验1-2和1-5有两个变量，故A错误；B．通常情况下，铜与硫酸不反应，但实验1中铜与硫酸电解时生成了氢气，说明通电可促进一些化学反应的发生，故B正确；C．实验1中铜与硫酸电解时生成了氢气，实验5中生成了二氧化硫，故C错误；D．根据实验可知，造成反应多样性的主要因素有反应物的浓度、温度、是否通电等，故D正确；故答案为：AC。
22． C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ④ ② ① ③ 验证SO2的存在 充分吸收SO2 验证SO2是否已被吸收完全 无水硫酸铜 澄清的石灰水 CO2
检验二氧化碳用到澄清石灰水，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，所以先用品红溶液检验二氧化硫，然后用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后再通过澄清石灰水检验二氧化碳。
(1)碳可以和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫以及水，反应的方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
(2)检验二氧化碳和二氧化硫时用到的溶液中均含有水，所以先检验水的存在，二氧化碳和二氧化硫均可以使澄清石灰水变浑浊，所以先检验二氧化硫，再除去二氧化硫，最后检验二氧化碳，连接顺序④→②→①→③；
(3)根据分析可知，A瓶中的品红溶液用于检验二氧化硫的存在，B瓶溶液的作用是完全除去二氧化硫，C瓶品红溶液的作用是检验二氧化硫是否已被吸收完全。
(4)根据以上分析可知用无水硫酸铜来检验水的产生，则装置②中所加的固体药品是无水硫酸铜。
(5)根据以上分析可知可以用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，因此装置③中所盛溶液是澄清的石灰水