第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题
一、单选题
1.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
B.FeCl3溶液中加入铁粉:2Fe3++Fe═3Fe2+
C.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O=2H+++NO
D.碳酸钙溶于醋酸:CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
2.从砷化镓废料(主要成分为GaAs、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。
下列说法正确的是
A.“碱浸”时,温度越高,浸取率越高
B.“碱浸”时,每反应1molGaAs,理论上消耗
C.滤渣Ⅲ的成分是
D.“操作”用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角
3.下列物质鉴别或除杂的方法错误的是
A.可用NaOH溶液除去氧化镁中的硅单质
B.可用AgNO3溶液鉴别二氧化氮和溴蒸气
C.可用饱和NaHCO3溶液除去氯气中的氯化氢
D.可用稀盐酸鉴别K2CO3和NaHCO3两种溶液
4.下列叙述错误的是
A.HF与SiO2反应,氢氟酸可以在玻璃器皿上刻蚀标记
B.石英砂可用于生产单晶硅
C. SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池
D.硅胶可用作食品干燥剂
5.有关硅元素的下列叙述中正确的是( )
A.硅、碳与氢氟酸都不反应
B.硅是构成矿物岩石的主要原料,其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐
C.硅与碳性质都很稳定,都能以游离态存在于自然界
D.晶体硅、石墨都可作半导体材料
6.取一定质量的 Cu、Cu2O、CuO 的固体混合物,将其分成两等份。其中一份通入足量的氢气充分反应后固体质量为 25.6 g,另一份加入 500 mL 稀硝酸中,固体恰好完全溶解并产生标准状况下的 NO 气体 8.96 L。已知 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。则稀硝酸的浓度为
A.4 mol·L-1 B.2 mol·L-1 C.1.6 mol·L-1 D.2.4 mol·L-1
7.下列反应体现的性质或离子方程式书写不正确的是
A.向SO2溶于水后的溶液中滴加石蕊溶液,溶液变红:SO2+H2OH2SO3
B.SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现了SO2的漂白性:5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+
C.SO2通入氢硫酸中出现浑浊,体现SO2的氧化性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
D.铜与稀硝酸的反应中,稀硝酸体现氧化性和酸性:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
8.测量汽车尾气中氮氧化物含量的方法如下:ⅰ.在高温、催化剂作用下,分解为和;ⅱ.再利用与反应,产生激发态的(用表示),当回到基态时,产生荧光。通过测量荧光强度可获知的浓度,二者呈正比。下列说法不正确的是
A.基态与具有的能量不同
B.在大气中形成酸雨:
C.与能发生反应:
D.测得荧光强度越大,说明汽车尾气中含量越高
9.下列无色气体中,遇空气变成红棕色的是( )
A.CO B.HCl C.SO2 D.NO
10.“物质的性质决定其用途”。下列有关物质的性质与用途不对应的是
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有漂白性,可用于纸浆漂白
D.氨汽化时要吸收大量的热,液氨可用作制冷剂
11.下列物质之间一定条件下能实现一步转化的是
A.
B.
C.
D.
12.下列有关浓硫酸的叙述正确的有几项
①浓硫酸在常温下能够使金属铁、铝钝化
②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,向反应后的溶液中再加入过量铁片,会有氢气生成
⑤浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除水蒸气外只有SO2
⑦浓硫酸具有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2
⑨向的浓硫酸中加入足量Cu并加热使其充分反应,被还原的和生成的SO2气体均小于
A.3 B.4 C.5 D.6
13.化工产品在下列应用中,表现出还原性的是
A.明矾作净水剂 B.漂粉精作消毒剂
C.铁粉作食品脱氧剂 D.浓硫酸作干燥剂
14.某溶液X中可能含有Cl-、SO、CO、Na+、Mg2+、Cu2+中的若干种。为了确定该溶液的组成,取一定体积的上述溶液,进行了如下实验,下列说法正确的是
A.白色沉淀1是硫酸钡、碳酸钡和氢氧化镁的混合物
B.溶液2中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若生成白色沉淀,说明溶液X中含有Cl-
C.溶液X中可能存在Mg2+,一定不存在Cu2+
D.溶液X中存在Na+、SO、CO
15.将一定量的通入溶液中,再加入适量溶液,一定会大量增加的是
A. B. C. D.
二、填空题
16.化学与人类社会可持续发展密切相关,能源、环境、材料以及日常生活等离不开化学。
(1)普通玻璃是常见的硅酸盐产品,其主要成分的化学式为Na2CaSi6O14,以氧化物形式可表示为______。
(2)缺铁性贫血患者补充的铁,通常为硫酸亚铁的形式,而硫酸铁则没有这种药效.当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是______.若在酸性的硫酸亚铁溶液中通入氧气,也能得到棕黄色溶液,请写出此反应的离子方程式______.检验棕黄色溶液是否有Fe2+,可选用的试剂为______(填字母)。
A.稀硝酸B.浓硫酸C.KSCN溶液D.酸性高锰酸钾溶液
(3)从降低成本和减少环境污染的角度考虑,制取硫酸铜最好的方法是______(填字母)。
A.铜和浓硫酸反应 B.铜和稀硫酸反应
C.氧化铜和硫酸反应 D.铜与Fe2(SO4)3溶液反应
(4)实验室用硫酸铜晶体配制一定物质的量浓度的硫酸铜溶液,下列操作将使所配溶液物质的量浓度偏高的是______(填字母)。
A.所用的硫酸铜晶体已经部分风化失水
B.移液时不小心溅出少许溶液
C.容量瓶查漏后未经干燥就直接使用
D.定容时俯视容量瓶刻度线
E.未洗涤烧杯和玻璃棒
17.硫和氮是两种重要的元素,它们的氧化物又是造成空气污染的主要物质。
(1)汽车尾气含有NO、CO等多种污染物,是城市的污染源。
①用化学方程式表示产生NO的原因___。
②治理尾气方法是加装催化转化装置,使NO和CO反应转化为无污染的两种气体,发生反应的化学方程式是___。
(2)工业上产生的NO2可用NH3在一定条件下消除污染。
①写出此反应的化学方程式___。
②在标准状况下,消耗NO233.6L,则此反应的氧化产物比还原产物多___g。
(3)工业上为了减少燃煤过程中SO2的排放,向燃煤中加入生石灰,其产物可作建筑材料。写出有关反应的化学方程式___。
18.铁广泛应用于人类的生产、生活。
Ⅰ.部分铁及其化合物存在如图转化关系(部分反应物和反应条件已略去),回答下列问题。
(1)a、b、c三种物质中属于电解质的是_______(填化学式)。
(2)①~⑤反应中,既是化合反应又是氧化还原反应的有_______(填标号)。写出⑤的化学反应方程式_______。
(3)将e的浓溶液滴加到沸水中可得到红褐色液体,该液体属于一种特殊的分散系。该分散系中分散质的微粒直径为_______。鉴别e的浓溶液与该分散系的方法为_______。
Ⅱ.明代《徐光启手迹》记载了以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备硝酸的方法,其主要流程如图:
(4)X为铁的氧化物,X的化学式可能为_______,判断依据为_______。
(5)③利用了浓硫酸以下性质_______(填标号)。
a.强氧化性 b.高沸点 c.酸性 d.脱水性
三、计算题
19.常温下,将共计的和同时通入倒立于水槽中的盛满水的试管中,反应停止后试管内剩余无色气体,求原来的和各多少毫升?_______。
20.已知锌与浓硫酸反应生成SO2,与稀硫酸反应生成H2。32.5g的锌与50mL18.4mol/L的浓硫酸完分反应,锌完全溶解,同时收集到标准状况下气体VL,将反应后的溶液稀释到500mL,测得溶液中氢离子的浓度为0.08mol/L。
(1)反应过程中消耗的物质的量是___________。
(2)气体的成分是___________,V=___________。
四、实验题
21.某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答:
(1)实验室制备氨气的化学方程式为_______。
(2)实验中要干燥氨气,应选用的干燥剂是_______。
A.浓硫酸 B.无水氯化钙 C.五氧化二磷 D.碱石灰
(3)用装置B收集氨气时,应选择氨气的进气口是_______(选填“a”或“b”),并说明选择的理由是_______。
(4)打开装置B中的止水夹c,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨气具有的性质是_______,_______。
(5)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是_______(填序号)。
22.化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。请回答下列问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是___________,其中发生反应的化学方程式为___________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是___________、___________;这些现象分别说明SO2具有的性质是___________和___________;装置B中发生反应的离子方程式为___________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红反应的可逆性,请写出实验操作及现象___________
(4)尾气可采用___________溶液吸收。反应的离子方程式为___________
五、元素或物质推断题
23.下表是元素周期表的一部分,请按要求回答问题:
①
② ③ ④
⑤ ⑥ ⑦
(1)元素①的一种原子内有1个中子,该原子是___________(用核素符号回答)。元素③在周期表中的位置为___________。
(2)元素②、③、④、⑦的简单气态氢化物中,热稳定性最强的是___________(用化学式回答)。
(3)元素⑤的最高价氧化物的水化物的溶液与足量CO2反应,反应后溶液中主要的阴离子是___________(用化学式回答)。
(4)将元素②的单质投入到元素⑦最高价氧化物水化物的浓溶液中,加热有气体产生,发生反应的化学方程式是___________。
(5)元素⑥的单质可与CO2发生反应,生成黑色固体单质和白色氧化物固体。写出发生反应的化学方程式,并用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:___________。
【参考答案】
一、单选题
1.B
解析:A.硅酸钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和硅酸沉淀,反应的离子方程式为SiO+2H+=H2SiO3↓,故A错误;
B.氯化铁溶液与铁粉反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+,故B正确;
C.二氧化氮通入水中制硝酸的反应为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式为2NO2+H2O=2H++2NO+NO,故C错误;
D.碳酸钙与醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO—+CO2↑+H2O,故D错误;
故选B。
2.B
解析:砷化镓废料加入过氧化氢、氢氧化钠碱浸,氧化铁、碳酸钙不反应成为滤渣Ⅰ,GaAs、和碱反应进入溶液,溶液加入硫酸中和,Ga转化为沉淀、硅转化为硅酸沉淀,沉淀加入稀硫酸溶解Ga的沉淀得到溶液,分离出硅酸沉淀得到滤渣Ⅲ,含镓溶液电积得到镓;中和后的滤液经过蒸发浓缩、降温结晶等操作得到 ;
A.“碱浸”时使用了过氧化氢,过氧化氢不稳定受热易分解,故反应中温度不能过高,A错误;
B.“碱浸”时,As的化合价由-3变为+5,过氧化氢中氧元素化合价由-1变为-2,根据电子守恒可知,,每反应1molGaAs,理论上消耗,B正确;
C.由分析可知,滤渣Ⅲ的成分是硅酸,C错误;
D.“操作”为蒸发浓缩、降温结晶等,用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台,D错误;
故选B。
3.C
解析:A.Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2,氧化镁与氢氧化钠不反应,A正确;
B.Br2+H2OHBr+HBrO,AgNO3+HBr=AgBr+HNO3,而硝酸银与二氧化氮不反应,B正确;
C.不可以用饱和碳酸氢钠除去氯气中混有氯化氢气体,因为碳酸氢钠溶液和氯化氢反应生成二氧化碳气体,而且氯气溶于水,然后会与碳酸氢钠反应也会有二氧化碳气体杂质生成,C错误;
D.向两种溶液中缓慢滴加盐酸,如果是NaHCO3溶液,会马上放出气体,而如果是Na2CO3溶液,则会先和盐酸反应生成NaHCO3,过一段时间再放出气体,D正确;
故选C。
4.C
解析:A.HF与SiO2反应SiO2+HF=SiF4+H2O,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记,选项A正确;
B.二氧化硅与焦炭反应生成硅与一氧化碳,所以石英砂可用于生产单晶硅,选项B正确;
C.二氧化硅对光具有良好的全反射作用,则用于制作光导纤维,而Si为半导体材料可作光电池材料,选项C错误;
D.硅胶具有吸水性,无毒,则硅胶可用作食品干燥剂,选项D正确;
答案选C。
5.B
解析:A.硅和氢氟酸反应生成四氟化硅,故A错误;
B.硅是亲氧元素,在自然界中以化合态存在,是组成硅石和碳酸盐的主要元素,故B正确;
C.硅在自然界中只能以化合物形式存在,故C错误;
D.石墨是一种导体,故D错误;
故答案为B。
6.D
解析:一份用足量的氢气还原,反应后固体质量为Cu的质量,故n(Cu)=m/M=25.6g/64g/mol=0.4mol,另一份中加入500mL稀硝酸,固体恰好完全溶解,溶液中溶质为Cu(NO3)2,根据Cu元素守恒可知:n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=0.4mol,根据氮元素守恒可知:n(HNO3)=n(NO)+2n[Cu(NO3)2]=V/Vm=8.96L/22.4L/mol+2×0.4mol=1.2mol,所以该稀硝酸的浓度为:c(HNO3)=n/V=1.2mol/0.5L=2.4mol/L,故选:D。
7.B
解析:A.向 SO2 溶水后生成亚硫酸,溶液显酸性,滴加石蕊,溶液变红,反应为:SO2+H2O H2SO3 H++HSO3-,选项A正确;
B.SO2通入高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色,体现 SO2 的还原性:5SO2+2MnO4-+2H2O=5+2Mn2++4H+,选项B错误;
C.SO2通入氢硫酸中发生氧化还原反应,生成单质硫,出现浑浊,SO2中S的化合价降低,体现SO2的氧化性,反应为:SO2+2H2S=3S↓+ 2H2O,选项C正确;
D.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,稀硝酸体现氧化性和酸性,离子反应方程式为:3Cu+8H++2 =3Cu2++2NO↑+4H2O,选项D正确;
答案选B。
8.D
解析:A.由题干信息ii可知,当回到基态时,产生荧光,故说明基态与具有的能量不同,A正确;
B.已知3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,则在大气中形成酸雨的总反应方程式为:,B正确;
C.由题干信息ii可知,利用与反应,产生激发态的(用表示),故与能发生反应的方程式为:,C正确;
D.由题干信息可知,通过测量荧光强度可获知的浓度,二者呈正比,测得荧光强度越大,说明NO的含量越高,但题干信息i在高温、催化剂作用下,分解为和,故不能说明汽车尾气中含量越高,只能说明汽车尾气中氮氧化物的含量越高,D错误;
故答案为:D。
9.D
解析:A.CO与空气常温下不反应,加热条件下反应生成CO2,CO2是无色气体,故A不符合题意;
B.HCl与空气常温下不反应,故B不符合题意;
C.SO2与空气在催化剂热条件下反应,但SO3不是红棕色,故C不符合题意;
D.NO与空气中氧气反应生成NO2,NO2为红棕色,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
10.A
解析:A.可用作化肥与其受热易分解无对应关系,故A符合题意;
B.由于稀硫酸具有酸性,故可用于除去铁锈,发生反应为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,有对应关系,故B不合题意;
C.具有漂白性,能漂白某些有色物质,可用于纸浆漂白,有对应关系,故C不合题意;
D.氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,液氨可用作制冷剂,有对应关系,故D不合题意;
故答案为:A。
11.D
解析:A.N2和H2在高温高压催化剂条件下生成NH3,NH3催化氧化得到NO,NO与水不能反应,A错误;
B.铁和HCl反应只能生成FeCl2,B错误;
C.S和O2反应生成SO2,但SO2和BaCl2不反应,C错误;
D.碳酸酸性比氢氧化铝酸性强,故将二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中可制备氢氧化铝,氢氧化铝加热分解制备氧化铝,D正确;
故选D。
12.A
解析:①浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,①正确;
②Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,因此硫酸未完全反应,②错误;
③浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化,③错误;
④Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,但能与铁反应放出H2,④正确;
⑤浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体,氨气是碱性气体,和硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,⑤错误;
⑥浓硫酸与铁加热,先发生反应生成硫酸铁和水和二氧化硫,然后铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,最后铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,即反应后,铁片有剩余,则生成的气体除水蒸气外还有氢气和SO2,⑥错误;
⑦浓硫酸具有强氧化性,常温下与Cu不反应,加热时才能反应,⑦错误;
⑧浓硫酸中的硫为+6价,二氧化疏中的硫为+4价,无中间价态,二者不反应,浓硫酸可以干燥SO2,⑧错误;
⑨浓硫酸变成稀硫酸后与Cu不再反应,被还原的H2SO4和生成的SO2均小于0.045mol,⑨正确;答案选A。
13.C
解析:A.明矾可用作净水剂是因为明矾溶于水产生的Al3+能发生水解,生成能吸附悬浮物的Al(OH)3胶体,A项错误;
B.漂粉精可用作消毒剂,利用的是其有效成分Ca(ClO)2的强氧化性,B项错误;
C.铁粉是铁单质的粉末,具有还原性,能够更好地吸收食品包装中的氧气,C项正确;
D.浓硫酸可用作干燥剂,是利用其吸水性,D项错误;
答案选C。
14.D
解析:A.白色沉淀1为碳酸钡、硫酸钡混合物,A错误;
B.因加入盐酸,引入氯离子,不能确定溶液X是否含有氯离子,B错误;
C.含有碳酸根离子,则一定不含Mg2+,二者不能共存,C错误;
D.由以上分析可知溶液X中存在Na+、SO、CO,D正确;
故本题选D。
15.A
解析:A.加入过氧化氢溶液后,发生SO2+H2O2=H2SO4,氢离子一定是增加的,A符合;
B.据分析,硫酸根离子被沉淀、浓度减小,B不符合;
C.据分析,钡离子被沉淀、浓度减小,C不符合;
D.氯离子不参加反应,加入双氧水溶液后,溶液体积增大,氯离子浓度减小,D不符合;
故答案选A。
二、填空题
16. Na2O CaO 6SiO2 防止Fe2+被氧化 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O D C AD
解析:(1)硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为:活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水的顺序书写,则Na2CaSi6O14,以氧化物形式可表示为Na2O CaO 6SiO2,故答案为Na2O CaO 6SiO2;
(2)亚铁易被氧化,当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是防止Fe2+被氧化;酸性条件下,亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水,其反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,二价铁离子被氧化产物为三价铁离子,所以加入稀硝酸、浓硫酸、KSCN溶液都不能检验二价铁离子存在,二价铁离子具有还原性,能够使酸性高锰酸钾褪色,所以可以选择高锰酸钾检验二价铁离子,故选D,
故答案为防止Fe2+被氧化; 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;D;
(3)A、铜和浓硫酸反应的方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,该反应中产生有毒气体二氧化硫,所以对环境有污染,不符合“绿色化学”理念,且硫酸的利用率不高,故A不符合题意;
B、铜和稀硫酸不发生反应,不能制得硫酸铜,故B不符合题意;
C、氧化铜和硫酸反应的方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,没有污染物,且硫酸的利用率100%,符合“绿色化学”和“降低成本”理念,故C符合题意;
D、铜与Fe2(SO4)3溶液反应反应方程式为Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4,该反应虽有硫酸铜生成,但同时生成硫酸亚铁,不能得到纯净硫酸铜,故D不符合题意;
故答案为C;
(4)A、所用的硫酸铜晶体已经部分风化失水,导致实际秤取的硫酸铜物质的量偏大,溶液浓度偏高,故A选;
B、移液时不小心溅出少许溶液,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故B不选;
C、容量瓶查漏后未经干燥就直接使用,对溶质的物质的量和溶液体积都不产生影响,溶液浓度不变,故C不选;
D、定容时俯视容量瓶刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,故D选;
E、未洗涤烧杯和玻璃棒,导致部分溶质损耗,溶质的物质的量偏小,溶液浓度偏低,故E不选;
故选AD。
17. N2+O22NO 2NO +2CON2+ 2CO2 6NO2 +8NH37N2+ 12H2O 7 2CaO+2SO2+O22CaSO4
解析: (1)①汽车尾气含有NO的原因是氮气和氧气在高温下生成;
②NO和CO反应转化为无污染的两种气体为N2和CO2;
(2)①NO2可用NH3在一定条件下消除污染,生成N2和H2O;
②根据反应作答;
(3) 减少燃煤过程中SO2的排放,向燃煤中加入生石灰,生成CaSO4可作建筑材料。
(1)①汽车尾气含有NO的原因是氮气和氧气在高温下生成,反应为:N2+O22NO,故答案为:N2+O22NO;
②NO和CO反应转化为无污染的两种气体为N2和CO2,反应为:2NO +2CON2+ 2CO2,故答案为:2NO +2CON2+ 2CO2;
(2)①NO2可用NH3在一定条件下消除污染,生成N2和H2O,反应为:6NO2 +8NH37N2+ 12H2O,故答案为:6NO2 +8NH37N2+ 12H2O;
②在标准状况下,消耗33.6L NO2的物质的量为,根据上面反应,当有6mol NO2参与反应时,氧化产物比还原产物多1mol,且都是氮气, 1.5mol NO2参与反应时,氧化产物比还原产物多,多的质量为,故答案为:7;
(3) 减少燃煤过程中SO2的排放,向燃煤中加入生石灰,生成CaSO4可作建筑材料,反应为:2CaO+2SO2+O22CaSO4,故答案为:2CaO+2SO2+O22CaSO4。
18.(1)FeCl2、Fe(OH)2
(2) ②③⑤
(3) 1~100nm 丁达尔现象
(4) Fe2O3或Fe3O4 FeSO4分解时生成SO2和SO3,部分S元素被还原,则Fe元素应被氧化,所以X为Fe2O3或Fe3O4
(5)bc
解析:(1)根据物质类别和铁元素的化合价可知,a为Fe,b为FeCl2,e为FeCl3,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,据此分析解答。
电解质为在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,酸、碱、盐属于电解质,故a、b、c三种物质中属于电解质的是FeCl2、Fe(OH)2。
(2)①为置换反应;④反应中Fe的化合价没有发生变化,①中氯气与铁点燃生成氯化铁;③氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁;⑤氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁;故①~⑤反应中,既是化合反应又是氧化还原反应的有②③⑤。⑤的化学反应方程式。
(3)将FeCl3的浓溶液滴加到沸水中可得到红褐色液体,该液体属于一种特殊的分散系,为胶体,该分散系中分散质的微粒直径为1~100nm。鉴别FeCl3的浓溶液与该分散系的方法为丁达尔现象。
(4)FeSO4分解时生成SO2和SO3,部分S元素被还原,则Fe元素应被氧化,所以X为Fe2O3或Fe3O4。
(5)③中浓硫酸与硝酸钾发生复分解反应生成硝酸,硝酸沸点低,易挥发,浓硫酸的沸点高,难挥发,故利用了浓硫酸的高沸点和酸性,故选bc。
三、计算题
19.6mL、3.2mL或3.6mL、1.2mL
解析:方法一:依据反应方程式计算
整个过程的总反应为;
第一种情况:完全转化为硝酸,剩余,则反应消耗的气体为,NO和发生反应,由反应方程式可知,,则;
第二种情况:完全反应,剩余的气体为,则反应消耗的气体为,NO和发生反应,由反应方程式可知,,则。
方法二:利用溶于水的氮原子数与氧原子数之比为计算反应、中,、,上述两个反应相当于,即,由此推得参加反应的气体中N、O原子的个数之比或物质的量之比为,可利用此技巧计算。有气体溶于水生成,设原混合气体中的体积为,NO的体积为;
(1)剩余时,则①,②,联立两式可得,。
(2)剩余时,则①,②,联立两式可得,。
20.(1)0.90mol
(2) SO2和H2 11.2L
解析:(1)32.5 g的锌的物质的量n(Zn)=32.5g÷65g/mol=0.5mol;加入的硫酸的物质的量n(H2SO4)=c·V=18.4 mol/L×0.05 L=0.92 mol,与Zn反应后溶液中剩余H+的物质的量为n(H+)=0.08 mol/L×0.5 L=0.04 mol,则剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)=n(H+)=0.02 mol,故反应的硫酸的物质的量n(H2SO4)反应=0.92 mol-0.02 mol=0.90 mol;
(2)假设锌只和浓硫酸反应生成SO2,根据锌和浓硫酸反应的化学方程式:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,0.5moL锌消耗硫酸的物质的量为1mol,而硫酸只消耗了0.90mol,所以反应生成的气体有SO2和氢气。锌和稀硫酸反应:Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑,两个反应里,锌的物质的量和生成气体的物质的量相等,所以生成的气体共0.5mol,在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
四、实验题
21.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)D
(3) a 氨气密度比空气密度小
(4)极易溶于水 氨气的水溶液显碱性
(5)②④
【分析】实验室加热氯化铵和熟石灰的混合物制取氨气,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;氨气属于碱性气体,只能用碱石灰(或烧碱、生石灰等)来干燥;氨气的密度比空气小,采用向下排气法收集氨气;氨气极易溶于水,可作喷泉实验,再用水吸收氨气时,注意防倒吸。
解析:(1)实验室加热氯化铵和熟石灰的混合物制取氨气,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)氨气为碱性气体,不能用浓硫酸、五氧化二磷等酸性物质干燥,且氨气可以与无水氯化钙发生反应,所以不能用无水氯化钙干燥,可用碱石灰干燥,所以选D;
(3)氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,圆底烧瓶倒置,所以应长进短出,即a口为进气口;
(4)能够形成喷泉实验说明氨气极易溶于水这一物理性质,产生红色喷泉说明氨气溶于水显碱性;
(5)氨气极易溶于水,可用水吸收氨气,但是应该注意防止倒吸.②④都具有防倒吸功能,可以用来吸收氨气;装置①为封闭体系,当氨水达到饱和瓶内压强增大,气体无法再进入;装置③不能防止倒吸;综上所述选②④。
22.(1) 分液漏斗 Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O
(2) 高锰酸钾溶液褪色 生成淡黄色沉淀 还原性 氧化性
(3)待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热;现象:无色溶液恢复为红色
(4) NaOH
【分析】A装置制备二氧化硫,B中二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色,证明二氧化硫的还原性;C中二氧化硫和硫化钠反应生成S沉淀,证明二氧化硫的氧化性,D中二氧化硫使品红溶液褪色,证明二氧化硫的漂白性,加热褪色后的品红溶液,证明SO2与品红反应的可逆性。
解析:(1)根据装置图,可知装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是分液漏斗,A中浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和二氧化硫,发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)装置B中酸性高锰酸钾被二氧化硫还原,反应的离子方程式为,B中溶液褪色,说明SO2具有还原性;C中二氧化硫和S2-发生归中反应生成淡黄色沉淀S,说明SO2具有氧化性;
(3)因二氧化硫能使品红褪色,但加热褪色后的溶液又可恢复红色,则操作为待品红溶液完全褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,观察到的现象为无色溶液恢复为红色。
(4)二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,尾气可采用NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为。
五、元素或物质推断题
23.(1) 第二周期第VA族 (2)HF (3)
(4)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)
解析:根据元素周期表的结构得到①~⑦元素分别为H、C、N、F、Na、Mg、S。
(1)元素①的一种原子内有1个中子,则质量数为2,因此该原子是。元素③是N,N是7号元素,核外电子排布为2、5,因此在周期表中的位置为第二周期第VA族;故答案为:;第二周期第VA族。
(2)根据非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,因此元素②、③、④、⑦的简单气态氢化物中,热稳定性最强的是HF;故答案为:HF。
(3)元素⑤的最高价氧化物的水化物的溶液即NaOH与足量CO2反应,足量二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠和水,因此反应后溶液中主要的阴离子是;故答案为:。
(4)将元素②的单质(C)投入到元素⑦最高价氧化物水化物(H2SO4)的浓溶液中,加热有气体产生,发生反应的化学方程式是C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O;故答案为:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(5)元素⑥的单质可与CO2发生反应,生成黑色固体单质(即碳单质)和白色氧化物固体(即MgO),其发生反应的化学方程式CO2+2MgC+2MgO,Mg化合价升高,失去电子,C化合价降低得到电子,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目为:;故答案为:。