第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题（含解析） 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．下列属于氮的固定的是
A．N2和H2在Pt作用下反应生成NH3
B．NH4Cl和Ca(OH)2反应生成NH3
C．NO2和水制硝酸
D．由NH3制氮肥
2．图中装置不可用于
A．除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠杂质
B．实验室用氯酸钾与二氧化锰制备氧气
C．加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物制取氨气
D．实验室用二氧化锰与浓盐酸制氯气
3．将气体通入显红色的酚酞溶液中，发现红色消失，这主要是因为
A．有漂白性 B．有还原性
C．有氧化性 D．溶于水后溶液显酸性
4．下列说法不正确的是( )
A．硫酸钡俗称钡餐，用作胃肠造影剂
B．铁能与氯化铜溶液反应，该反应可以应用于印刷电路板的制作
C．二氧化硅常用于制造光导纤维
D．溴化银是一种重要的感光材料，是胶卷必不可少的部分
5．实验室制备下列气体所选试剂、制备装置、收集方法及操作均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法 操作
A O2 KMnO4 a e 若出现倒吸现象，应立即停止加热
B H2 Zn＋稀H2SO4 b e 试管中加入几粒胆矾可加快反应速率
C HCl 浓硫酸＋浓盐酸 b c 试管中为浓盐酸、分液漏斗为浓硫酸
D NH3 NH4Cl＋NaOH a d 可用湿润的蓝色石蕊试纸验满
A．A B．B C．C D．D
6．纳米Cu2O可用于隐形战机的涂层，其制备的实验步骤如下：
已知步骤Ⅳ发生反应：，下列说法错误的是
A．步骤Ⅰ的反应中有一种能使澄清石灰水变浑浊的气体生成
B．用盐酸酸化的BaCl2溶液可判断步骤Ⅱ中“水洗”是否洗涤完全
C．步骤Ⅳ中产生22.4 LN2时，反应中转移4 mol电子
D．纳米Cu2O能溶解在浓硝酸中得到蓝色溶液
7．某固体单质与足量的硫充分反应后，质量增加，则该固体单质是
A．Cu B．Fe C．Al D．Ca
8．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A．Na2O2放入水中：Na2O2+H2O═2NaOH+O2↑
B．SO2通入酸性KMnO4溶液中：5SO2+2H2O+2═5+4H++2Mn2+
C．少量Ca(OH)2和NaHCO3溶液反应：Ca2++OH﹣+═CaCO3↓+H2O
D．H2O(g)通过灼热铁粉：3H2O+2FeFe2O3+3H2
9．下列说法不正确的是
A．检验Cl-的试剂是硝酸银和硝酸
B．检验的试剂是氯化钡和盐酸
C．检验的试剂是盐酸、澄清石灰水和氯化钙
D．向溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，即可证明有
10．下列叙述正确的是
A．做铜和浓硫酸的反应时，观察到试管底部有白色固体，浓硫酸表现现了吸水性
B．在蔗糖中加入适量的浓硫酸，观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，浓硫酸表现了脱水性、强氧化性和酸性
C．把足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中，加热得到气体体积标准状况下为22.4L
D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸与其不反应
11．利用如图装置制取下表中的四种气体（图中夹持仪器已略去；a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），能达到实验目的的是（ ）
选项 气体 a b c
A H2 稀硫酸 Zn 浓硫酸
B CO2 盐酸 CaCO3 饱和碳酸氢钠溶液
C NH3 浓氨水 CaO 浓硫酸
D Cl2 浓盐酸 MnO2 饱和食盐水
A．A B．B C．C D．D
12．草木灰主要成分是 K2CO3、KCl、K2SO4和不溶于水的杂质。实验小组为了制取 KCl晶体，设计了如下流程。以下说法错误的是
A．步骤①中用到的玻璃仪器为：烧杯、漏斗、玻璃棒
B．试剂Ⅰ是过量 Ba(NO3)2溶液除去 K2CO3、K2SO4
C．适量试剂III是盐酸，除去过量试剂II
D．步骤⑤的方法是蒸发结晶
二、非选择题（共10题）
13．硫酸在下列用途或反应中各表现的性质是：
A．强酸性 B．高沸点难挥发性 C．吸水性 D．脱水性 E.强氧化性
(1)干燥H2、SO2等气体_______；
(2)实验室用食盐与浓硫酸反应制备氯化氢气体_______；
(3)胆矾中加入浓硫酸，久置变为白色粉末_______；
(4)蔗糖中加入浓硫酸，形成“黑色发糕”_______；
(5)浓硫酸与木炭共热_______。
14．硝酸工业尾气中氮氧化物(NO 和NO2)是主要的大气污染物之一，可用氨氧混合气体进行选择性还原处理。其主要反应原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O，某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3(体积已换算成标准状况)，其中NO NO2的物质的量比为4:1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。
(1)尾气中氮氧化物的平均相对原子量为_____________;尾气中NO的含量为_____mg/m3。
(2)要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为_______L。
另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积25%NaOH溶液(密度1.28g/cm3)完全吸收。
(3)NaOH溶液的物质的量浓度为_____________mol/L，体积为_____mL。
(4)已知反应后溶液含有0.35molNaNO2。若将尾气NO 和NO2的平均组成用NOx表示，则x=______
15．从物质分类的角度可以推测物质的性质．
①已知蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成．其中SiO2属于_________氧化物，MgO和Fe2O3属于_______氧化物（填“酸性”、“碱性”或“两性”）．
②现取一份蛇纹石试样进行实验：
Ⅰ．先将其溶于过量的盐酸中、过滤，滤渣的主要成分是__________．
Ⅱ．再向滤液中加入NaOH溶液至过量、过滤，滤渣中的主要成分是____________．
③若将少量的蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液中，所发生的两个反应的化学方程式是__________，__________．
16．“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”，减少废气的排放是环境保护的重要内容之一、
(1)氮氧化物是形成光化学烟雾的主要元凶，利用碱液吸收法可以有效地吸收氮氧化物，发生的反应有、。若某混合气体中含amolNO和bmolNO2，用NaOH溶液吸收时，要使气体完全被吸收，则a与b需满足的关系为___________，气体完全被吸收后测得溶液中NaNO2和NaNO3的物质的量之比为4∶1，则混合气体中NO的体积分数为___________。
(2)煤燃烧时排放的烟气中含有SO2和NOx，用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有SO2和NOx的烟气通入盛有NaClO2和NaOH溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下表所示(其他极微量离子忽略不计)：
离子 Na+ SO NO H+ Cl-
浓度/(mol/L) 3.0×10-3 y 8.8×10-4 3.8×10-4 1.0×10-3
①SO2和NaClO2溶液反应的离子方程式为___________。
②表中y=___________。
(3)工业生产硫酸也会产生SO2。硫铁矿(FeS2)煅烧的化学方程式为___________；当有11.2L(标准状况) SO2气体生成时，反应中转移的电子数为___________NA。
17．某同学欲验证炭与浓硫酸反应产物的性质。现已将装置如图连接，请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是_______。
(2)实验中两次使用到品红溶液，其目的不同。A的使用目的是_______，通过洗气瓶C中无现象和_______的现象，证明反应有_______(填化学式)生成。
(3)洗气瓶B中溶液颜色变浅，说明炭与浓硫酸反应的产物之一_______(填化学式)具有_______的性质。
(4)实验完成后，取出洗气瓶A中的无色溶液于试管中，加热，可观察到_______。
18．实验室里需要纯净的NaCl溶液，但现在只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl。某学生设计了如图所示方案提取纯净的NaCl溶液。
(已知：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O)
回答下列问题：
(1)操作①应在____(填仪器)中进行
(2)操作②_____(填“能”或“不能”)是Ba(NO3)2溶液，其理由是____。
(3)进行操作②后，如何判断SO已除尽，方法是____。
(4)操作③的目的是____。
(5)操作④加热煮沸是为了____。
19．将2.56 g Cu和100 mL一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(标准状况)。请回答：
(1)反应中消耗HNO3的物质的量为_______mol，产生NO和NO2的体积比为_______。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液。恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_______mol·L-1；
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要氧气_______mL。(标准状况)
20．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H+、NH4+、Na+、Al3+、Fe3+、HCO3-、SO42-、I-，取该溶液进行以下实验：
①用pH试纸检验，溶液显强酸性；
②该溶液的焰色反应没有黄色；
③取溶液适量加入少量CCl4和数滴新制氯水振荡，CCl4层呈紫红色；
④当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，生成沉淀的物质的量变化如图
（1）该溶液中肯定含有的离子是_________，已确定阳离子的物质的量之比为_________
（2）肯定不含的离子是____________
（3）不能确定的离子是 ___________，如何证明该离子是否存在 __________________
（4）请写出第④步中沉淀溶解的离子方程式________________________
21．硝酸工业尾气中氮氧化物（NO与NO2）是主要的大气污染物之一，可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理。其主要反应原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O；6NO2+8NH37N2+12H2O。
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3（体积已折算至标准状况），其中NO与NO2物质的量比为4：1。设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应。
（1）尾气中氮氧化合物的平均相对分子质量为___。
（2）尾气中NO的含量为___mg/m3。
（3）要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为___L。
另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O。现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积的25%NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收。
（4）NaOH溶液的物质的量浓度为___mol/L，体积为___mL。
（5）已知反应后溶液中含有0.35molNaNO2。若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，通过计算求x___。
22．将32g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2的混合气体的体积为11.2L(已换算为标准状况下)，请回答
(1)NO2的体积(换算为标准状况下)为___________。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL n mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
参考答案：
1．A
A．N2和H2在Pt作用下反应生成NH3，是氮元素的单质转化为含氮的化合物的过程，属于氮的固定，A符合题意；
B．由NH4Cl和Ca(OH)2反应生成NH3是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，B不符合题意；
C．NO2和水反应产生硝酸和NO，是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，C不符合题意；
D．由NH3制氮肥是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，D不符合题意；
故合理选项是A。
2．D
该实验装置为固体的加热装置，可用于固体在加热条件下进行的反应，结合题中物质的状态、性质解答该题。
A．碳酸钠、碳酸氢钠都为固体，且碳酸氢钠不稳定，加热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，可用于除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠杂质，故A不选；
B．氯酸钾和二氧化锰都为固体，在加热条件下可生成氧气，可用该装置制备，故B不选；
C．氯化铵和氢氧化钙都是固体，加热条件下可生成氨气，可用于制备，故C不选；
D．浓盐酸为液体，不能用该装置制备氯气，故D选；
答案选D。
3．D
二氧化硫不能使指示剂褪色，酚酞显红色说明溶液中存在着碱性的物质，而二氧化硫溶于水后显酸性，可将碱性物质中和，而使酚酞褪色。答案选D。
4．B
A．硫酸钡不溶于酸，且不容易被X射线透过，在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂，选项A正确；
B．印刷电路板的制作的原理是，选项B错误；
C．二氧化硅常用于制造光导纤维，选项C正确；
D．溴化银不稳定，见光易分解，为重要的感光材料，可用于胶卷，选项D正确。
答案选B。
活、生产等知识，有利于培养学生良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大。
5．B
A．加热高锰酸钾分解生成氧气，氧气不溶于水，反应结束后先撤导管，后撤酒精灯，防止倒吸，则若出现倒吸现象，应立即撤导管，选项A错误；
B．Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气不溶于水，加入几粒胆矾，Zn置换出Cu可构成原电池，可加快反应速率，选项B正确；
C．浓盐酸与浓硫酸混合时，分液漏斗中加浓盐酸，操作不合理，选项C错误；
D．加热时NaOH与二氧化硅反应，应选氢氧化钙，氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能选用湿润的蓝色石蕊试纸验满，选项D错误；
答案选B。
6．C
【解析】由流程可知碳酸钠与硫酸铜溶液在70°C条件下反应生成Cu2(OH)2CO3，经过滤、洗涤，加入冰醋酸，可生成Cu(CH3COO)2溶液，然后在一定条件下与水合肼( N2H4·H2O )在约20°C左右反应可制备纳米Cu2O，以此解答该题。
A．在步骤I中CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应产生Cu2(OH)2CO3，同时产生CO2气体，反应方程式为：2Cu2++2+2H2OCu2(OH)2CO3↓+CO2↑，CO2与Ca(OH)2反应产生CaCO3沉淀，因此看到石灰水变浑浊，A正确；
B．沉淀会吸附，因此可通过检验最后一次洗涤液中是否含有，判断沉淀是否洗涤干净。方法是取最后一次洗涤液置于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，就证明步骤Ⅱ中“水洗”洗涤完全，B正确；
C．未指出气体所处的外界条件，因此不能确定其物质的量的多少，也就不能进行有关计算，C错误；
D．纳米Cu2O与浓硝酸会发生氧化还原反应，产生Cu2+，使溶液变为蓝色，D正确；
故合理选项是C。
7．A
【解析】由题意可知，即为参与反应的硫的质量，则，参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为0.1mol:0.05mol=。
A．Cu与S反应生成Cu2S，参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为2：1，A符合题意；
B．Fe与S反应生成FeS，参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为1：1，B不合题意；
C．Al与S反应生成Al2S3，参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为2：3，C不合题意；
D．Ca与S反生成CaS，参与反应的该固体单质与硫的物质的量之比为1：1，D不合题意；
故选A。
8．B
A．Na2O2放入水中，与水反应生成NaOH和O2：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，A不正确；
B．SO2通入酸性KMnO4溶液中，生成硫酸钾、硫酸锰等，离子方程式为：5SO2+2H2O+2═5+4H++2Mn2+，B正确；
C．少量Ca(OH)2和NaHCO3溶液反应，生成碳酸钙、碳酸钠和水，离子方程式为：Ca2++2OH﹣+2═CaCO3↓+2H2O+，C不正确；
D．H2O(g)通过灼热铁粉，生成四氧化三铁和氢气：4H2O+3FeFe3O4+4H2，D不正确；
故选B。
9．D
A．检验Cl-，加入硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀生成，证明含有Cl-，A正确；
B．检验，先加入稀盐酸，无明显现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，证明含有，B正确；
C．某溶液中滴加稀盐酸，生成能使澄清石灰水就浑浊的无色无味气体，此离子可能是碳酸根离子或碳酸氢根离子，然后再另取该溶液加入氯化钙溶液，若生成白色沉淀，则证明溶液中含有，C正确；
D．向溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，可能生成硫酸钡沉淀，也可能生成氯化银沉淀，不能证明原溶液中一定有，D错误。
答案选D。
10．A
A．铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，无水的硫酸铜为白色固体，体现了浓硫酸的吸水性，A正确；
B．蔗糖逐渐变黑表现了浓硫酸的脱水性，放出有刺激性气味的气体说明浓硫酸具有强氧化性，没有表现出浓硫酸的酸性，B错误；
C．Cu和浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐降低，当降到一定程度变为稀硫酸时，反应自行停止，故产生的二氧化硫在标准状况下不足22.4L，C错误；
D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化，不是不反应，D错误；
答案选A。
11．B
A．氢气密度比空气小，不能用向上排空法收集，故A错误；
B．盐酸与碳酸钙在常温下发生反应生成二氧化碳，饱和NaHCO3可除掉气体中的氯化氢，并且二氧化碳密度大于空气，可用向上排空法收集，故B正确；
C．氨气密度比空气小，不能用向上排空法收集，且不能用浓硫酸干燥，故C错误；
D．反应装置为固液混合不加热型装置，实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气需要加热，故D错误；
故答案为B。
12．B
草木灰主要成分是K2CO3、KCl、K2SO4和不溶于水的杂质，为了提纯KCl，过滤除去不溶性杂质，加入试剂I是过量氯化钡溶液除去K2CO3、K2SO4，再加入过量试剂Ⅱ是K2CO3，除去过量BaCl2，过滤得到沉淀I为BaCO3、BaSO4，滤液I中加入试剂III为盐酸，除去过量K2CO3，得到溶液KCl溶液，通过接加热蒸发，结晶析出得到KCl晶体，蒸发到有大量晶体析出，停止加热，利用余热蒸干剩余水得到氯化钾晶体，以此解答该题。
A．步骤①是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，方法为过滤，使用到的玻璃仪器为：烧杯、漏斗、玻璃棒，A正确；
B．为了除去杂质，同时不能引入新的杂质离子，试剂Ⅰ是过量 BaCl2溶液，以除去 K2CO3、K2SO4，B错误；
C．由以上分析可知，滤液I中加入试剂III为盐酸，除去过量K2CO3，得到溶液KCl溶液，C正确；
D．滤液II中溶质为KCl，由于KCl的溶解度受温度的影响变化较大，所以从该溶液中获得溶质KCl要采用蒸发、结晶的方法，D正确；
故选B。
13．(1)C
(2)B
(3)C
(4)DE
(5)E
【解析】(1)
浓硫酸具有吸水性，能用来干燥二氧化硫、氢气、氧气、氮气等气体。
(2)
实验室用食盐与浓硫酸反应制备氯化氢气体的方程式为：NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑，没有元素化合价发生变化，为非氧化还原反应，而浓硫酸难挥发，盐酸易挥发，为难挥发性酸制挥发性酸，或高沸点酸制低沸点酸。
(3)
胆矾的化学式为：CuSO4·5H2O，含有结晶水，浓硫酸具有吸水性，使胆矾变为无水硫酸铜。
(4)
蔗糖是碳水化合物，浓硫酸具有脱水性，能将蔗糖中的氢原子和氧原子按2:1比例脱去，生成碳，形成“黑色发糕”的同时能闻到生成刺激性气味的气体，说明浓硫酸和碳发生氧化还原反应生成二氧化硫，体现浓硫酸的强氧化性。
(5)
浓硫酸与木炭共热，两者发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，体现浓硫酸的强氧化性。
14． 33.2 1800 10.64 8 62.5 1.8
（1）先根据尾气中二氧化氮和一氧化氮的关系计算二氧化氮、一氧化氮的物质的量，再根据方程式计算氨气和氧气的物质的量，最后根据M=计算其平均相对分子质量；根据m=nM计算出质量，再计算含量；
（2）根据V=nVm计算需要氨氧混合气体的体积；
（3）C=计算NaOH的浓度，根据方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O可知：氮氧化物的物质的量=NaOH的物质的量，由此计算；
（4）由氧化还原反应规律可写出NOx与NaOH反应的方程式为：2NOx+2NaOH=（5-2x）NaNO2+（2x-3）NaNO3+H2O，据此计算。
（1）①设1m3尾气中NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为4x，4xmol×30g/mol+46xg=2.49g，x=0.015mol，所以1m3尾气中NO2的物质的量为0.015mol，则NO的物质的量为0.06mol，
根据4NO+4NH3+O24N2+6H2O可知，0.06molNO需要0.06molNH3，0.015molO2，根据方程式6NO2+8NH37N2+12H2O，0.015molNO2需要0.02molNH3，所以氮氧化物混合气体的平均摩尔质量为=33.2g/mol，所以其相对分子质量为33.2，；1m3尾气中NO的物质的量为0.06mol，所以1m3尾气中NO的质量为m=nM=0.06mol×30g/mol=1800mg，则NO的含量为；故答案为：1800；33.2；
（2）处理1m3尾气需要氨氧混合物的体积=（0.06+0.02+0.015）mol×22.4L/mol=2.128L，则要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为=2.128L×5=10.64L，故答案为：10.64；
（3）C=，根据方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O可知，氮氧化物的物质的量=氢氧化钠的物质的量=0.5mol，所以NaOH的体积V===0.0625L=62.5mL，故答案为：8；62.5；
（4）氮氧化物表示为NOx，则NOx与NaOH反应的化学方程式为：2NOx+2NaOH=（5-2x）NaNO2+（2x-3）NaNO3+H2O，因为氮氧化物为0.5mol，NaNO2的物质的量为0.35mol，则计算如下：
2NOx+2NaOH=（5-2x）NaNO2+（2x-3）NaNO3+H2O
2mol （5-2x）mol
0.5mol 0.35mol 计算得：x=1.8，故答案为：1.8。
。
15． 酸性 碱性 SiO2 Fe（OH）3和Mg（OH）2 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
①SiO2只能与碱反应生成盐和水，则属于酸性氧化物，MgO和Fe2O3可与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，故答案为酸性；碱性；
②I．先将其溶于过量的盐酸中，滤渣为与盐酸不反应的物质，应为SiO2；
II．加入盐酸后，滤液中含有氯化铝、氯化镁和氯化铁，再向滤液中加入NaOH溶液至过量，氯化铝生成偏铝酸钠，滤渣为氢氧化镁和氢氧化铁；
③二氧化硅和氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成盐和水，氧化镁和氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，所以涉及的反应方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
16．(1) a≤b 30%
(2)
(3) 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2.75
（1）由题意可知，NO2能被NaOH溶液吸收，NO和NO2按1∶1的比例能被NaOH溶液吸收，NO不能被NaOH溶液吸收，故n(NO2)≥n(NO)即可，即a≤b；设混合气中NO、NO2物质的量分别为x、y，根据反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，该反应消耗NO2物质的量为x，生成NaNO2物质的量为2x，则反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O消耗NO2物质的量为(y-x)，生成NaNO2、NaNO3物质的量都为，溶液中NaNO2和NaNO3的物质的量之比为4∶1，则(2x+)：=4：1，解得x：y=3：7，故混合气体中NO物质的量分数为30%，即混合气体中NO的体积分数为30%；答案为：a≤b；30%。
（2）①根据表中离子可知，SO2被氧化成，被还原成Cl-，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，SO2和NaClO2反应的离子方程式为2SO2++2H2O=2+Cl-+4H+；答案为：2SO2++2H2O=2+Cl-+4H+。
②溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(Cl-)+c(OH-)，3×10-3mol/L+3.8×10-4mol/L=2ymol/L+8.8×10-4mol/L+1×10-3mol/L+mol/L，解得y=7.5×10-4；答案为7.5×10-4。
（3）煅烧硫铁矿生成Fe2O3和SO2，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；反应中生成8molSO2时转移44mol电子，标准状况下11.2LSO2物质的量为0.5mol，则转移电子数为=2.75mol，转移电子数为2.75NA；答案为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2；2.75。
17．(1)分液漏斗
(2) 检验产物中是否存在SO2 D中澄清石灰水变浑浊 CO2
(3) SO2 还原
(4)A中试剂颜色又恢复红色
浓硫酸具有强氧化性，加热条件下能够与木炭反应成生成CO2、SO2和水，将反应后的混合气体依次通过A装置，品红褪色，说明有SO2气体生成，通过B中酸性高锰酸钾溶液，利用SO2的还原性，除去SO2，再通过C中品红时，品红不褪色，说明SO2已经完全除去，再通过澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明有CO2气体生成。
（1）
由仪器构造可知，仪器a为分液漏斗。
（2）
A中品红褪色，说明反应中有SO2气体生成，因此A的使用目的是：检验反应中有SO2气体生成；SO2经过B装置，与B装置中的酸性高锰酸钾溶液反应被除去，洗气瓶C中无现象，说明SO2已经除尽， D中澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成。
（3）
洗气瓶B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明炭与浓硫酸的反应产物与高锰酸钾发生氧化还原反应，说明碳与浓硫酸反应的产物中含有还原性物质， SO2具有还原性。
（4）
SO2与品红生成了不稳定的无色物质，从而使品红褪色，因此A中品红溶液褪色后，再加热，溶液又恢复红色。
18．(1)坩埚
(2) 不能 使溶液中引入新的杂质离子NO
(3)取上层清液于试管，向其滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀出现说明SO已除尽
(4)除去过量的Ba2+
(5)除去溶解在溶液中的HCl和CO2
由流程可知，①中发生加热条件下NH4HCO3的分解反应，分解后的固体溶于水后，与氯化钡反应除去硫酸根离子，再利用碳酸钠除去过量的钡离子，过滤后滤液中含NaCl、碳酸钠，加盐酸除去碳酸钠后溶质为NaCl，加热煮沸除去HCl，蒸发得到纯净的NaCl，以此来解答。
（1）操作①加热固体，应在坩埚中进行，故答案为：坩埚；
（2）操作②不用硝酸钡溶液，其理由是引入硝酸根离子难除去，故答案为：不能；使溶液中引入新的杂质离子NO；
（3）进行操作②后，判断SO已除尽，方法是取上层清液于试管，向其滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀出现说明SO已除尽，故答案为：取上层清液于试管，向其滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀出现说明SO已除尽；
（4）除杂试剂过量，操作③的目的是除去过量的Ba2+，故答案为：除去过量的Ba2+；
（5）操作④加热煮沸的目的是除去溶解在溶液中的HCl和CO2，故答案为：除去溶解在溶液中的HCl和CO2。
19．(1) 0.13 3：7
(2)
(3)448
【解析】（1）
2.56 g Cu的物质的量是2.56g÷64g/mol＝0.04mol，生成硝酸铜0.04mol。NO2、NO的物质的量共为1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，被还原的硝酸的物质的量等于生成NO2、NO的总的物质的量，为0.05mol，所以反应中消耗HNO3的物质的量为0.04mol×2+0.05mol＝0.13mol；设混合气体NO2、NO的物质的量分别是xmol、ymol，则x+y＝0.05，依据电子得失守恒可知x+3y＝0.04×2，解得x＝0.015、y＝0.035，所以产生NO和NO2的体积比为3：7；
（2）
恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，溶液中的溶质是硝酸钠，物质的量等于氢氧化钠的物质的量，为0.001aVmol，根据氮原子守恒可知原硝酸的物质的量是0.05mol+0.001aVmol，则原硝酸溶液的浓度为mol·L-1；
（3）
欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，则NO2、NO与氧气和水完全反应生成硝酸，由此可得出硝酸与铜反应得到电子的物质的量应等于氧气氧化NO2、NO生成硝酸得到电子的物质的量，等于铜失去电子的物质的量，则由电子守恒可得需要氧气的物质的量是0.08mol÷4＝0.02mol，在标况下的体积为0.02mol×22.4L/mol＝0.448L＝448mL。
20． H+、NH4+、Al3+、I- n(H+)∶n(NH4+)∶n(Al3+)=2∶3∶1 Na+、Fe3+、HCO3- SO42- 取少量溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则有SO42-，反之则无 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
①用pH试纸检测，溶液呈强酸性，说明溶液中存在H+，由离子共存可知一定不存在HCO3-；
②该溶液的焰色反应没有黄色，说明不含Na+；
③取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色，说明溶液中一定含有I-，由离子共存可知，一定不含有Fe3+；
④另取溶液适量，逐滴加入NaOH溶液，由图可知，先发生H++OH-=H2O，再发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓，然后发生NH4++OH-=NH3·H2O，最后发生Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，则原溶液中含H+、NH4+、Al3+；
据此分析解答。
(1)由上述分析可知，原溶液一定含H+、NH4+、Al3+、I-，一定不存在Na+、Fe3+、HCO3-，无法判断是否存在SO42-；由H++OH-=H2O、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、NH4++OH-=NH3·H2O，消耗NaOH的体积分别为0.2L、0.3L、0.3L，阳离子的物质的量之比为n(H+)∶n(NH4+)∶n(Al3+)=2∶3∶1，故答案为：H+、NH4+、Al3+、I-；n(H+)∶n(NH4+)∶n(Al3+)=2∶3∶1；
(2)肯定不含的离子是Na+、Fe3+、HCO3-，故答案为：Na+、Fe3+、HCO3-；
(3)不能确定是否含SO42-，确定溶液中是否含有硫酸根离子的方法为：取少量溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则有SO42-，反之，没有SO42-，故答案为：SO42-；取少量溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则有SO42-，反之则无；
(4)氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，则第④步中沉淀溶解过程的离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
21． 19.37 1800 10.64 8 62.5 1.8
(1)先根据尾气中二氧化氮和一氧化氮的关系计算二氧化氮、一氧化氮的物质的量，再根据方程式计算氨气和氧气的物质的量，最后根据M=计算其平均相对分子质量；
(2)根据m=nM计算；
(3)根据V=nVm计算需要氨氧混合气体的体积；
(4)①c=，根据原子守恒知，氮氧化物的物质的量等于氢氧化钠的物质的量，再根据V=计算；
②根据方程式2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O中氮原子守恒计算NO和NO2的物质的量分别是多少，根据氧原子守恒解答。
(1)设1m3尾气中NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为4x，4xmol×30g/mol+46xg=2.49g，x=0.015mol，所以1m3尾气中NO2的物质的量为0.015mol，则NO的物质的量为0.06mol，根据4NO+4NH3+O24N2+6H2O知，0.06molNO需要0.06molNH3，0.015molO2，根据方程式 6NO2+8NH37N2+12H2O，0.015molNO2需要0.02molNH3，所以氮氧化物混合气体的平均摩尔质量为=33.2g/mol，所以其相对分子质量为33.2；
(2)1m3尾气中NO的物质的量为0.06mol，所以其m=nM=0.06mol×30g/mol=1.8g=1800mg；
(3)处理1m3尾气需要氨氧混合物的体积=(0.06+0.02+0.015)mol×22.4L/mol=2.128L，则要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为=2.128L×5=10.64L；
(4)①c=，根据原子守恒知，氮氧化物的物质的量等于氢氧化钠的物质的量，所以V==62.5mL；
②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O和NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，根据氮原子守恒知，生成0.35mol亚硝酸钠则生成0.15mol硝酸钠，生成0.15mol硝酸钠需要0.3mol二氧化氮，同时生成0.15mol亚硝酸钠，0.2mol亚硝酸钠需要0.1mol一氧化氮，所以二氧化氮的物质的量是0.4mol，根据氧原子守恒得x==1.8。
22．(1)5.6
(2)
（1）32gCu的物质的量是32g÷64g/mol=0.5mol，NO和二氧化氮的总物质的量是11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，设混合气体中二氧化氮的物质的量是x，根据得失电子守恒，则0.5mol×2=x×1+(0.5mol-x)×3，解得x=0.25mol，所以二氧化氮的体积(换算为标准状况下)是0.25mol×22.4L/mol=5.6L；
（2）反应中的硝酸一部分被还原为NO和二氧化氮，其余未被还原，则与氢氧化钠溶液反应，最终生成硝酸钠，根据Na元素守恒，则未被还原的硝酸的物质的量是V×10-3L×n mol/L，则溶液中的硝酸的物质的量是(V×10-3L×n mol/L+0.5mol)，所以硝酸的物质的量浓度是(V×10-3L×n mol/L+0.5mol)÷(140×10-3L)=mol/L。