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

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名称 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
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-24 11:52:18

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第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题
一、单选题
1.小柴胡汤常用于感冒、流行感冒的治疗。《伤寒论》叙述如下“柴胡,黄芩、生姜……共七味,以水一斗二升,煮取六升,去滓,再煎,取三升,温服一升,日三服。”,其中不涉及的操作是
A.加热 B.过滤 C.浓缩 D.蒸馏
2.向某溶液中滴加足量 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,再滴加过量稀盐酸,沉淀完全不溶解。对该溶液的判断错误的是
A.可能含 B.可能含 Ag+ C.一定含 D.一定不含
3.下列对古文献记录内容理解错误的是
A.《抱朴子·金丹篇》中记载:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”。该过程发生了氧化还原反应
B.《本草纲目》“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟人甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也”。这里所用的“法”是指蒸发
C.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之”。“瓦”,传统无机非金属材料,主要成分为硅酸盐
D.《本草经集注》中关于鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的记载:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,该方法应用了焰色反应
4.下列氧化物的性质与用途具有对应关系的是
A.氧化钙能吸收水分,可用作食品包装干燥剂
B.氧化铁能与酸反应,可用作油墨的红色颜料
C.二氧化硫有氧化性,可用作葡萄酒抗氧化剂
D.二氧化硅硬度较高,可用作光导纤维的原料
5.我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空白,下列对硅及其化合物的有关叙述正确的是
A.二氧化硅既能与烧碱溶液反应又能与氢氟酸反应,所以二氧化硅是两性氧化物
B.晶体硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应
C.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作黏合剂和防火剂
D.氮化硅熔点高,硬度大,可导电,化学性质稳定,是优异的非金属材料
6.已知E、F、G、H四种不同粒子。它们之间存在着如右图所示的关系,下列说法错误的是
A.如果均是10电子的粒子,则E可能为HF
B.如果均是10电子的粒子,可能发生
C.如果E和G是18电子的粒子,F和H是10电子的粒子则反应可能为
D.由图示转化可知,结合质子的能力G>F
7.下列物质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是
①Ba(OH)2 ②Al ③NaHCO3 ④Al2O3 ⑤NaHSO4 ⑥氨基酸 ⑦NH4HS
A.②④⑥ B.②③⑤⑥ C.①③④⑥ D.②③④⑥⑦
8.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X和Y能组成的多种化合物中有一种红棕色气体,Z原子的最外层电子数等于其最内层电子数。5.6g纯铁粉与足量W单质在加热条件下完全反应,生成物的质量为8.8g。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:Z>W>X>Y
B.W的氧化物对应的水化物一定是强酸
C.工业上,常采用电解熔融ZY的方法制备Z的单质
D.X、Y和W的简单氢化物中,Y的最稳定
9.根据下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项 实验操作和现象 实验结论
A 向盛有2mL棕黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,溶液颜色变浅绿色 维生素C有氧化性
B 向某溶液中加入盐酸,产生无色气体能使澄清石灰水变浑浊 该溶液中一定含有CO
C 向无色气体中通入少量氧气,气体变成红棕色,加水振荡后变为无色 该无色气体是NO
D 蘸有浓氨水的玻璃棒放在某溶液上方,产生白烟 该溶液可能为浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
10.氮及其化合物的变化关系如图所示:
则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.反应③中,NO2作氧化剂,H2O作还原剂
D.液氨可用作制冷剂,硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
11.中国古代的下列发明创造中,不涉及氧化还原反应的是
A.曾青(CuSO4)得铁则化铜 B.用铁矿石炼铁
C.用明矾除去铜器上的铜锈 D.用硫磺漂白织物
12.下列关于SO2的叙述正确的是
A.SO2是具有漂白作用,可使石蕊褪色
B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使溴水褪色,是因为SO2具有还原性
D.SO2有毒,不能用作食品添加剂
13.下列装置进行相应的实验,能达到实验目的的是
A B C D
吸收少量NO2 蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体 验证酸性:H2CO3>H2SiO3 制备少量纯净的SO2
A.A B.B C.C D.D
14.将11.2g铜粉和镁粉的混合物分成两等份,其中一份加入200mL的稀硝酸中并加热,固体和硝酸恰好完全反应,并产生标准状况下的NO气体2.24L;将另一份在空气中充分加热,最后得到mg固体。下列有关说法:①c(HNO3)=2mol·L-l ②c(HNO3)=0.5mol·L-l ③m=8.0 ④m=7.2。其中正确的是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
15.氨基钠是一种化工原料,实验室可用氨气和钠反应制得,某化学实验小组用如图装置制备氨基钠(部分夹持仪器已略去)。已知:常温下,氨基钠为白色晶体。熔点为210℃,沸点为400℃。露置于空气中易吸收水分而失效,下列分析正确的是
A.装置①试管中的试剂是氯化铵
B.装置②的试剂可以为
C.装置⑤的作用是吸收氨气并防止空气中的水蒸气进入
D.实验时,应先点燃③处酒精灯再点燃①处酒精灯
二、填空题
16.请根据题意填空:
Ⅰ.化学与人类生活、生产密切相关。
(1)钠有多种化合物,其中俗称“纯碱”的是_______(填“”或“”)。
(2)我国5G通信技术处于世界领先地位,高速通信离不开光导纤维。用于制造光导纤维的基本原料是_______(填“”或“”)。
(3)在汽车排气管上安装催化转化装置,可使尾气中的NO和CO反应转化为无污染的物质。请完成一定条件该反应的化学方程式:_______。
Ⅱ.以下是氮循环的一部分:
(4)反应②的化学方程式是_______。
(5)NO2易溶于水并和水发生化学反应,该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_______。
(6)实验室收集NO的方法为_______。
(7)化合物A的化学式是_______。A的稀溶液与铜单质反应的离子方程式为_______。
17.铁单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料,其中发生的一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3 mol FeS2参加反应,则转移_______mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板的腐蚀剂,反应的离子方程式为_______。
(3)与明矾相似,硫酸铁也可用于净水,其作用原理是_______(用离子方程式表示)。
(4)细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应,并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
①如图所示氮循环中,属于氮的固定的有_______(填字母序号)。
a.N2转化为氨态氮
b.硝化过程
c.反硝化过程
②硝化过程中,含氮物质发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
③氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移的电子的物质的量为_______mol。
④土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去),用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_______。(注:土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮产生H+ )
18.自然界中进行着氮元素的循环,所以空气中氮气的含量基本保持不变。
(1)植物生长所需的主要的三种营养元素为_____________,由氮气转变成氮的化合物的过程叫做___________________
(2)农谚有“一场雷雨一场肥”的说法,其中的“肥”是雷雨形成的最终产物之一,其化学式是________________________
(3)已知N2(g)+O2 (g)2NO(g);H=180.74kJ/mol。此反应称为伯克莱特—艾,某次雷雨闪电中两块云间的电势差为1×109V,从一块云移到另一块云的电荷量为30000C,此次闪电释放出的能量为_____________kJ 。
(4)若该闪电有千分之一的能量用来产生NO,则可生成NO_______mol,雷雨的生成物相当于给大地施加尿素___________t。
19.掌握化学的基本概念和研究方法才能学好化学。按要求回答下列问题:
(1)下列是对碱、酸、盐、氧化物的分类列表:
碱 酸 盐 氧化物
第一组
第二组
第三组
表中每组均有物质分类错误,三组中对应分类错误的物质分别是_________、_________、_________。(填化学式)
(2)固体不能导电,而溶液可以导电,原因是_________________________。
(3)依据下列两个反应,按要求填空。
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ中,只作氧化剂的反应是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);反应Ⅱ中,每生成标准状况下,反应中转移________电子;和都能使澄清石灰水变浑浊,请设计一种方法检验、混合气体中的:_____________。
20.铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,生成的气体为NO、。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗溶液和,则生成的NO、的物质的量分别为_______、_______,生成硫酸铜的物质的量为_________________。
21.硫的含氧钠盐有许多,现有Na2SO3、Na2S2O3、Na2S2O4(连二亚硫酸钠),其热稳定性比相应的酸强。
已知:2Na2S2O4 =Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑
4H++ 2S2O42- = 3SO2↑+ S↓ + 2H2O
完成下列计算:
(1)用Na2S2O3溶液与不同浓度的硫酸反应,可以研究浓度对化学反应速率的影响。现有98%的浓硫酸(密度为1.84g·cm-3)来配制500mL1mol·L(密度为1.06g·cm-3)的稀硫酸,则需要浓硫酸___________mL;加水_______g;
(2)称取部分氧化的亚硫酸钠样品10.16克溶于水,加入稍过量的盐酸酸化了的氯化钡溶液,过滤,洗涤,干燥,所得沉淀质量为2.33克,则该亚硫酸钠中已有_______%(质量分数)的亚硫酸钠被氧化。
(3)现有8.70g的无水Na2S2O4,吸水后得到10.50g Na2S2O4·nH2O,则水合物中n的值是______;
(4)Na2S2O4在500℃时部分分解得产物A,将9.16g产物A中加入足量的稀硫酸中,生成SO21.568L(标准状况),试确定残留物中钠、硫和氧的原子个数比_______;若取另一份Na2S2O4部分分解得到的产物B,则ag产物B中钠、硫和氧的原子个数比为__________(范围)。
22.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题。
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为___。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为__。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。
①装置B中的试剂是__,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是__;
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是__,装置D不能采用普通玻璃管的原因是__,装置D中发生反应的化学方程式为__;
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及___;
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是___(填字母)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
23.有一无色透明溶液200mL,欲确定是否含有下列离子:、、、、、、,、、、、。分成四等份,取一份溶液进行如下实验:
①加几滴甲基橙溶液变红色;
②加入足量溶液,生成白色沉淀和溶液A;在溶液A中加溶液有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸;
③加热浓缩,加入Cu片和稀盐酸,有无色气体产生,气体遇空气变成红棕色,溶液中阴离子种类不变;
④加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀和溶液B,溶液B中通入过量,加热、过滤、洗涤、灼烧,得到白色沉淀(1.02g)。
回答下列问题:
(1)溶液中肯定存在的阴离子是_______。
(2)如何实验检验其中的,_______,说明存在。
(3)为了进一步确定其它离子,应该补充的实验为(不必写详细操作步骤)_______。
(4)步骤④中“加入足量NaOH溶液”,共有_______种阳离子发生反应。
(5)原溶液中_______。
(6)步骤④中加热的目的是_______。
【参考答案】
一、单选题
1.D
解析:“煮取六升”为加热操作,“去滓”为过滤操作,“再煎,取三升”为浓缩过程,故不涉及的操作为蒸馏,故选D。
2.C
解析:某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,白色沉淀可以是:氯化银、硫酸钡、碳酸钡、亚硫酸钡等,再滴入稀盐酸,沉淀不溶解,则一定不含有碳酸钡、亚硫酸钡沉淀,至少含有氯化银和硫酸钡中的一种,即溶液中含有、Ag+中的至少一种;一定不含、;
答案选C。
3.B
解析:A. 丹砂的主要成分是HgS,高温分解生成Hg和S,积变后二者化合又变为丹砂,发生了氧化还原反应,故A正确;
B. “自元时始创其法,用浓酒和糟人甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也”,这里所用的“法”是指蒸馏原理,故B错误;
C. “瓦”属于传统无机非金属材料,主要成分为硅酸盐,故C正确;
D. 钾元素的焰色反应呈紫色,钠元素的焰色反应呈黄色,故D正确;
答案选B。
4.A
解析:A.氧化钙能吸收水分,可用作食品包装干燥剂,A项正确;
B.氧化铁是红棕色固体,可用作油墨的红色颜料,与能与酸反应无关,B项错误;
C.二氧化硫有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂,与氧化性无关,C项错误;
D.二氧化硅硬具有良好的光学特性,可用作光导纤维的原料,与硬度无关,D项错误;
故答案选A。
5.C
解析:A.二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,没有盐生成,与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,则二氧化硅是酸性氧化物,故A错误;
B.晶体硅的化学性质不活泼,但常温下能与氢氟酸、氢氧化钠溶液反应,故B错误;
C.硅酸钠是易溶于水的硅酸盐,水溶液俗称水玻璃,常用作黏合剂和防火剂,故C正确;
D.氮化硅的化学性质稳定,熔点高、硬度大,但不能导电,故D错误;
故选C。
6.D
解析:A.如果均是10电子的粒子,则E、F、G、H可以分别是HF、OH-、F-、H2O,故则E可能为HF,A正确;
B.如果均是10电子的粒子,E为,F为OH-,G为NH3,H为H2O,故可能发生,B正确;
C.如果E和G是18电子的粒子,E和G可以为HS-和S2-,F和H是10电子的粒子F和H可以是OH-和H2O,则反应可能为
D.由图示转化可知,E中的质子被F结合,E失去质子变成了G,可知结合质子的能力G<F,D错误;故答案为:D。
7.D
解析:试题分析:Al可与盐酸反应生成氯化铝,与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故②正确;③NaHCO3可与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,与氢氧化钠反应生成碳酸钠;Al2O3可与盐酸反应生成氯化铝,与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故④正确;氨基酸具有两性既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,⑥正确; NH4HS与盐酸反应生成硫化氢、与氢氧化钠反应生成硫化钠、氨气和水,⑦正确;故选D。
8.D
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X和Y能组成的多种化合物中有一种红棕色气体,则X是N元素,Y是O元素;Z原子的最外层电子数等于其最内层电子数,则Z是Mg元素;5.6g纯铁粉与足量W单质在加热条件下完全反应,生成物的质量为8.8g,其中含有W的质量是8.8g-5.6g=3.2g,5.6gFe的物质的量是,若Fe反应后产物中为+2价,则其中含有W的物质的量是0.1mol,其摩尔质量是,该元素是S,符合题意;若转化为+3价,则其中含有W的物质的量是0.1mol×3=0.3mol,其摩尔质量是=10.7g/mol,无这样元素,舍去,据此分析解答。
A. 离子核外电子层数越多,离子半径越大;对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。N3-、O2-、Mg2+核外有2个电子层,S2-核外有3个电子层,所以简单离子半径:W> X>Y>Z,故A错误;
B. W的氧化物有SO2、SO3,SO2对应的水化物H2SO3是二元弱酸,故B错误;
C. 工业上,常采用电解熔融MgCl2的方法制备Mg,故C错误;
D. 元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性O>N>S,所以 X、Y和W的简单氢化物中,Y的最稳定,故D正确;故选D。
9.C
解析:A.棕黄色氯化铁溶液中含有Fe3+,浅绿色溶液中含有Fe2+,该反应中Fe元素化合价降低被还原,由此可知反应过程中维生素C中某元素化合价升高被氧化,维生素C体现出还原性,故A错误;
B.向某溶液中加入盐酸,产生无色气体能使澄清石灰水变浑浊说明生成二氧化碳,溶液中可能含有碳酸根也可能含有碳酸氢根,故B错误;
C.NO与O2反应生成红棕色气体NO2,NO2与水反应生成HNO3和NO,由现象可知气体一定为NO,故C正确;
D.白烟为固体,浓氨水易挥发出氨气,由此可知该溶液易挥发,且能和氨气反应生成白色固体,则该溶液可能为浓硝酸,也可能为浓盐酸,浓硫酸不具有挥发性,故D错误;
故答案为C。
10.C
解析:A.工业生产硝酸:氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,故A正确;
B.氮的固定是指游离态氮转化为化合态,雷电条件下氮气与氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,故B正确;
C.反应③的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2既作氧化剂又作还原剂,故C错误;
D.液氨可用作制冷剂,硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等,故D正确;
故选C。
11.C
解析:判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是反应中是否有元素的化合价发生改变,有元素的化合价发生改变的反应为氧化还原反应,据此分析解题:
A.曾青(CuSO4)得铁则化铜,反应为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,涉及氧化还原反应,A不合题意;
B.用铁矿石炼铁,该反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,涉及氧化还原反应,B不合题意;
C.用明矾除去铜器上的铜锈,原理是明矾水解呈酸性,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,再酸与铜锈反应,Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑,未涉及氧化还原反应,C符合题意;
D.用硫磺漂白织物,反应原理为:S+O2SO2,再利用SO2的漂白性,涉及氧化还原反应,D不合题意;
故答案为:C。
12.C
解析:A.SO2是具有漂白作用,只能使某些有色物质褪色,但不能使石蕊褪色,故A错误;
B.SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3,故B错误;
C.SO2能使溴水褪色,是因为SO2具有还原性将Br2还原成Brˉ,故C正确;
D.SO2虽有毒,但可作食品添加剂,利用其还原性除氧气来防腐和抗氧化等,故D错误;
故答案为C。
13.A
解析:A.NO2能与氢氧化钠溶液反应,所以可以用氢氧化钠溶液吸收少量NO2,故A正确;
B.由于NH4Cl加热分解生成氨气和氯化氢,所以蒸干NH4Cl饱和溶液得不到NH4Cl晶体,故B错误;
C.浓盐酸具有挥发性,挥发出来的氯化氢能与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,所以要验证酸性:H2CO3>H2SiO3,气体在通入硅酸钠溶液前,先通入饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢,故C错误;
D.铜与浓硫酸反应需要加热,所以制备少量纯净的SO2,确实加热装置,故D错误;
故答案为A。
14.B
解析:标况下2.24LNO的物质的量为:=0.1mol,生成0.1molNO转移电子的物质的量为:0.1mol×(5 2)=0.3mol;铜和镁都是2价金属,根据电子守恒可知金属的物质的量为:=0.15mol,固体和硝酸恰好完全反应,反应生成硝酸铜、硝酸镁,根据N原子守恒,200mL该硝酸溶液中含有硝酸的物质的量为:0.15mol×2+0.1mol=0.4mol,该硝酸溶液的浓度为:=2mol/L,故①正确、②错误;
铜与镁在空气中加热生成CuO、MgO,得到固体中含有氧元素的物质的量与金属的物质的量相等,则得到固体的质量为:+16g/mol×0.15mol=8g,故③正确、④错误;
根据分析可知,正确的为①③,
答案选B。
15.C
解析:A.装置①试管中可以用氯化铵和氢氧化钙反应制取氨气,故A错误;
B.装置②的作用是干燥氨气,防止水和③中的钠反应,氨气是碱性气体,应该用碱性干燥剂,故应该用碱石灰,故B错误;
C.装置⑤为干燥管,作用是吸收氨气并防止空气中的水蒸气进入,故C正确;
D.实验时,应先点燃①处酒精灯再点燃③处酒精灯,排尽装置内的空气,故D错误;
故答案选C。
二、填空题
16.(1) (2) (3)N2 (4)2NO+O2=2NO2 (5)1:2
(6)排水法
(7) HNO3
解析:(1)俗称苏打、纯碱。
(2)具有良好的导光性能,是用于制造光导纤维的基本原料。
(3)根据元素守恒、质量守恒,依题意,尾气中的NO和CO反应转化为无污染的物质,则该反应的另一生成物是N2,化学方程式:N2。
(4)依题意,反应②是NO与O2反应生成NO2,化学方程式是:2NO+O2=2NO2。
(5)NO2易溶于水并和水发生化学反应,该反应方程式是:3NO2+H2O=2HNO3+NO,因氧化剂反应后得到还原产物——NO,还原剂反应后得到氧化产物——HNO3,则氧化剂和还原剂物质的量之比为n(NO):n(HNO3)=1:2。
(6)NO会和空气中的O2反应,且NO的密度与空气接近,难溶于水,故实验室用排水法收集NO。
(7)NO2易溶于水并和水发生化学反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故化合物A是HNO3;稀硝酸具有强氧化性,与铜单质反应,被还原生成NO,离子方程式为:。
17.(1)32
(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
(4) a 氧化 0.06 6Fe3++2 NH=6Fe2++N2↑+8H+
解析: (1)3 mol FeS2参加反应时,有8molO2参与反应,O元素化合价全部由0价变为-2价,且无其他元素化合价降低,所以转移8mol×2×2=32mol电子;
(2)氯化铁溶液与铜反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(3)硫酸铁在水溶液中可以电离出铁离子,铁离子水解得到氢氧化铁胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,胶体可以吸附水中杂质从而净水;
(4)①氮的固定是指将游离态的N元素转化为化合态,所以属于氮的固定的是a.N2转化为氨态氮;
②硝化过程中NO转化为NO,N元素化合价升高,发生氧化反应;
③氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气,即NO和NH反应可以得到氮气,化学方程式应为NO+NH=N2+2H2O,产生0.02mol氮气时,消耗0.02mol NO,根据NO中N元素化合价的变化可知,转移0.02mol×3=0.06mol电子;
④根据图示可知,Fe3+可以将NH氧化得到氮气,自身被还原为Fe2+,根据所给信息可知同时会产生氢离子,离子方程式应为6Fe3++2 NH=6Fe2++N2↑+8H+。
18.(1) 氮、磷、钾 氮的固定
(2)HNO3
(3)3×1010
(4) 3.32×105 9.96
解析:(1)植物生长所需的主要的三种营养元素为氮、磷、钾;由氮气转变成氮的化合物的过程叫做氮的固定;
(2)空气中的N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,N2+O2 2NO;一氧化氮的密度比空气略大,不稳定,常温下就易与空气中的O2反应生成红棕色的二氧化氮气体,2NO+O2=2NO2;二氧化氮气体有毒,易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO;所以农谚有“一场雷雨一场肥”的说法,其中的“肥”是雷雨形成的最终产物之一,其化学式是HNO3;
(3)在这次闪电中放出的能量Q=UIt而从一块云移到另一块云的电量q=It,所以Q=Uq=109×30000J=3×1013J=3×1010KJ;
(4)1mol O2和1mol N2化合时要吸收180.74kJ的能量,由N2+O2 2NO;化学方程式可知,1molO2和1molN2化合生成2molNO,所以此次闪电所产生的NO的物质的量为 =3.32×105mol;
设此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了xg尿素化肥,可列方程式:
x=3.32×105mol×60g·mol-1/2=9.96×106g,雷雨的生成物相当于给大地施加尿素9.96t。
19. 固体中没有自由移动的离子,而在溶液中有自由移动的离子,所以溶液可以导电而固体不导电 Ⅰ 0.2 先将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液(或溴水)中,溶液颜色变浅,再通过澄清石灰水,石灰水变浑浊,则证明混合气体中含有
解析:(1)不是氧化物,是属于盐,不是碱,是属于盐,不是盐,是属于有机物;
故答案为:、、;
(2)固体中没有自由移动的离子,而在溶液中有自由移动的离子,所以溶液可以导电而固体不导电;
故答案为:固体中没有自由移动的离子,而在溶液中有自由移动的离子,所以溶液可以导电而固体不导电;
(3)中,过氧化钠中氧元素由-1价降低为-2价,发生还原反应,作氧化剂,二氧化硫中硫元素化合价由+4价升高为+6价,发生氧化反应,作还原剂,中,过氧化钠中氧元素的化合价由-1价升高为0价,也降低为-2价,所过氧化钠即作氧化剂,又作还原剂;标准状况下的物质的量为0.1mol,反应Ⅱ中,每生成1mol氧气,转移2mol电子,则生成0.1mol氧气,转移0.2mol电子;二氧化硫具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液或溴水氧化,所以先将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液(或溴水)中,溶液颜色变浅,再通过澄清石灰水,石灰水变浑浊,则证明混合气体中含有;故为:Ⅰ;0.2;先将混合气体通入足量的酸性高锰酸钾溶液(或溴水)中,溶液颜色变浅,再通过澄清石灰水,石灰水变浑浊,则证明混合气体中含有。
20.
解析:
设为x、为y;由得失电子守恒有①(消耗转移电子);由钠原子守恒有②;解得,;根据Cu失去的电子数等于NO、失去的电子数,得,则,;故答案为:0.9mol;1.3mol;2mol。
21.2mL 480 12.6% 2 6:5:10 4:3:6到1:1:2之间
解析:(1)质量分数为98%、密度为1.84g cm-3的浓硫酸物质的量浓度为=18.4mol/L,配制溶液时,稀释前后溶质的物质的量不变,设浓硫酸的体积为V,所以18.4mol/L×V=1mol L-1×0.5L,解得:V=0.0272L=27.2mL,500mL1mol L(密度为1.06g cm-3)的稀硫酸溶液的质量=浓硫酸的质量+水的质量,设加水的质量是m,则27.2mL×1.84g cm-3+m=500mL×1.06g cm-3,解得m=480g,故答案为:27.2;480;
(2)加入稍过量的盐酸酸化了的氯化钡溶液,所得沉淀为硫酸钡,质量为2.33g物质的量为=0.01mol,所以被氧化的亚硫酸钠是0.01mol,被氧化亚硫酸钠的质量分数=×100%=12.6%,故答案为:12.6%;
(3)8.70g的无水Na2S2O4,物质的量是=0.05mol,吸水后得到10.50g Na2S2O4 nH2O,则水合物中n的值是×=2,故答案为:2;
(4)将9.16g产物A中加入足量的稀硫酸中,生成SO21.568L(标准状况)物质的量n==0.07mol,2Na2S2O4→Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑,4H++2S2O42-→3SO2↑+S↓+2H2O,设部分分解后的产物中Na2S2O3和Na2SO3物质的量分别为x,未分解的Na2S2O4 物质的量为y,
①1.5y+2x=0.07,②158x+126x+174y=9.16。由①和②解得:x=0.02mol,y=0.02mol;则残留物0.02molNa2S2O4、0.02molNa2S2O3、0.02molNa2SO3中钠、硫和氧的原子个数比为6∶5∶10;另一份Na2S2O4部分分解得到的产物B,则ag产物则ag产物能是未分解,也可能是全部分解,未分解则为Na2S2O4、B中钠、硫和氧的原子个数比为1∶1∶2,如全部分解为等物质的量的Na2S2O3和Na2SO3,钠、硫和氧的原子个数比为4∶3∶6,故答案为:6∶5∶10;4∶3∶6到1∶1∶2之间。
22. SiO2+2CSi+2CO↑ 分馏(或蒸馏) 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 石英管的内壁附有灰黑色晶体 在该反应温度下,普通玻璃管会软化 SiHCl3+H2Si+3HCl 排尽装置内的空气 bd
【分析】(1)高温下,碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳;
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3,可用蒸馏的方法;
(3)①生成的氢气含有水蒸气,用浓H2SO4干燥;加热促使SiHCl3气化;
②SiHCl3和氢气反应有硅单质生成,根据硅的颜色判断D装置中的现象;SiHCl3和H2反应生成硅和氯化氢;
③氢气是可燃性气体,易产生爆炸,SiHCl3在空气中易自燃,所以先通一段时间H2,将装置中的空气排尽;
④取少量产品于试管中加盐酸溶解,再滴加氯水和KSCN(aq),若溶液呈红色说明含Fe,若不呈红色说明不含Fe。
解析:(1)高温下,碳做还原剂时,生成CO,制粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑;
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl3,可用分馏(或蒸馏)的方法;
(3)①锌和稀硫酸反应制得的氢气中含有水蒸气,而SiHCl3能与水剧烈反应,所以实验中应使用干燥的氢气,一般选用浓H2SO4干燥氢气;加热的目的是使SiHCl3汽化,进入装置D中;
②高温下,SiHCl3和氢气反应生成硅单质,硅单质是灰黑色固体,所以D装置中的现象是:石英管的内壁附有灰黑色晶体,SiHCl3与过量的H2在1000℃~1100℃反应制得纯硅,化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl;装置D不能采用普通玻璃管的原因是:温度太高,普通玻璃管易熔化;
③氢气是可燃性气体,当氢气的量达到一定时易产生爆炸,SiHCl3在空气中易自燃,所以实验的关键是检查装置的气密性、控制好温度,以及先通一段时间H2将装置中的空气排尽;
④铁能和稀盐酸反应生成亚铁离子,亚铁离子有还原性,亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子,铁离子遇硫氰化钾溶液变红色,所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在,故选bd。
23.(1)、、
(2)取样品,加入过量氢氧化钠溶液微热,生成使石蕊红色石蕊试纸变蓝色的气体
(3)焰色反应实验
(4)2/两/二
(5)0.1
(6)防止生成氢氧化铝胶体不利于沉淀的产生
解析:亚铁离子溶液为浅绿色、铁离子溶液为黄色,样品为无色透明溶液,则不含亚铁离子、铁离子;
①加几滴甲基橙溶液变红色,溶液为酸性,不含;
②加入足量溶液,生成白色沉淀和溶液A;说明生成硫酸钡沉淀,样品含有硫酸根离子、不存在钡离子;在溶液A存在氯化钡引入的氯离子,加溶液有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,不能判断样品是否存在氯离子;
③加热浓缩,加入Cu片和稀盐酸,有无色气体产生,气体遇空气变成红棕色,说明生成了一氧化氮气体,且溶液中阴离子种类不变,说明样品含有硝酸根离子和氯离子,硝酸根离子会和碘离子发生反应,则不存在碘离子;
④加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀和溶液B,则白色沉淀为氢氧化镁沉淀,样品含有镁离子;溶液B中通入过量,加热、过滤、洗涤、灼烧,得到白色沉淀(1.02g),则样品含有铝离子,铝离子和过量氢氧化钠生成偏铝酸钠,偏铝酸钠和过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝煅烧得到氧化铝;
(1)由分析可知,溶液中肯定存在的阴离子是、、;
(2)铵根离子和碱反应生成使石蕊红色石蕊试纸变蓝色的气体氨气,故取样品,加入过量氢氧化钠溶液微热,生成使石蕊红色石蕊试纸变蓝色的气体,说明存在。
(3)还不确定的离子为钾离子,钾元素的焰色反应为紫色,故为了进一步确定其它离子,应该补充的实验为焰色反应实验;
(4)步骤④中“加入足量NaOH溶液”,共有镁离子、铝离子2种阳离子发生反应。
(5)白色沉淀(1.02g)为氧化铝,根据质量守恒可知,原溶液中。
(6)步骤④中加热的目的是防止生成氢氧化铝胶体不利于沉淀的产生