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

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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)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 2023-06-25 10:14:01

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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.化学在人类生产生活中有着广泛的应用,下列说法不正确的是
A.烟花的五彩斑斓利用了焰色试验原理 B.小苏打作食品蓬松剂
C.铁粉作食品袋内的脱氧剂 D.超级钢和石灰石均属于合金
2.化学与生产、生活密切相关,下列叙述错误的是
A.不锈钢是一种主要含Fe、Cr、Ni且不易生锈的合金钢
B.医用酒精和含氯消毒液杀灭流行性病毒的原理不同
C.陶瓷属于无机非金属材料,陶瓷中不含金属元素
D.适量SO2可用于对食物杀菌防腐、抗氧化
3.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液 均有固体析出 蛋白质均发生了变性
B 向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液 出现白色沉淀 溶液X中一定含有SO42—
C 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体 出现白色沉淀 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D 向海带提取液中加少量氯水及淀粉溶液 溶液变蓝色 说明海带中含碘元素
A.A B.B C.C D.D
4.大理石是一种重要的化工原料,其主要成分可以反应生成一系列物质,如下图所示。下列说法正确的是
A.Cl2和SO2均可以漂白有色物质,且漂白的原理相同
B.由SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑可知,H2CO3的酸性强于H2SiO3
C.向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2,溶液变浑浊
D.制取玻璃、纯碱和漂白粉所涉及的反应都是非氧化还原反应
5.下列关于硅及其化合物的说法不正确的是
A.高温下石英坩埚会被烧碱腐蚀 B.玻璃、陶瓷和水泥都是传统硅酸盐材料
C.自然界中不存在硅单质 D.太阳能电池板主要成分为
6.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
7.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(夹持装置未画出)
A.用装置甲检验溶液中是否有
B.用装置乙制取并收集少量
C.用装置丙进行喷泉实验
D.用装置丁验证非金属性:
8.用浓氨水和碱石灰制取,按照制取、干燥、收集、尾气处理的顺序进行实验。下列装置能达到实验目的的是
无水氯化钙
A.制取氨气 B.干燥氨气 C.收集氨气 D.吸收氨气
A.A B.B C.C D.D
9.玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法正确的是
A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
10.每年10月23日上午的6:02到晚上的6:02被誉为“摩尔日”(MoleDay)。通常用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,含有的分子数为
B.与混合气体的分子数为
C.常温常压下,含有共用电子对的数目为
D.足量和浓盐酸共热可生成个分子
11.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是( )
A.向 CaCl2溶液中通入 CO2: Ca2+ +H2O+CO2 =CaCO3 +2H+
B.向 H2O2溶液中滴加少量 FeCl3: 2Fe3+ +H2O2 =O2 +2H+ +2Fe2+
C.同浓度同体积 NH4HSO4溶液与 NaOH 溶液混合: NH +OH-=NH3·H2O
D.用 Na2SO3溶液吸收少量 Cl2: SO +Cl2 +H2O =2HSO +2Cl- +SO
12.蔗糖和浓硫酸反应的“黑面包”实验如下:在烧杯中放入20 g蔗糖,滴入几滴水,向其中加入10 mL浓硫酸,充分搅拌,观察到蔗糖由白色迅速变为棕黄色,继续变为黑色。黑色固体体积迅速膨胀,呈疏松面包状。烧杯壁很烫,空气中有一股刺激性气味。下列说法正确的是
A.浓硫酸遇水放热,能够升高温度,加快反应速率
B.蔗糖中滴入几滴水的目的是溶解蔗糖
C.黑色固体中含有炭,炭的生成表现了浓硫酸的吸水性
D.有刺激性气味是因为生成SO2气体,除SO2外不生成其他气体
13.将足量的SO2通BaCl2溶液中无明显现象,当加入(或通入)某试剂(或气体)X后,有沉淀生成。此试剂(或气体)X可能是
①NaOH溶液②NaNO3溶液③K2SO4溶液④新制氯水⑤H2S⑥CO2
A.①② B.①②③④⑤ C.②③⑤⑥ D.④⑤⑥
14.下列现象或事实不能用同一原理解释的是( )
A.SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊
B.硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C.常温下铁和铂都不溶于浓硫酸
D.SO2和Na2SO3溶液都能使氯水褪色
15.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。右图为硫及其部分 化合物的“价类二维图'',下列说法正确的是( )
A.S与O2在点燃下一步反应生成Y B.Z参加氧化还原反应时只作还原剂
C.X、Y属于非电解质 D.X的水溶液在空气中放置,易被氧化
二、填空题
16.碳还原制取SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量NaOH溶液中充分反应,收集到0.1mol氢气,过滤SiC固体11.4g,滤液稀释到1L。Si与NaOH溶液反应的离子方程式为_______,硅酸盐的物质的量浓度为_______。
17.Na2SO3中有+4价的硫,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、Na2S溶液、Na2SO3溶液、H2SO4、NaOH溶液、氨水。
(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用的试剂有___________,看到的现象是___________,反应的离子方程式为___________。
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有___________,看到的现象是___________,反应的离子方程式为___________。
(3)证明H2SO3的酸性小于H2SO4,选用的试剂有___________,反应的现象是___________,反应的离子方程式为___________。
18.过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。根据下列反应回答问题:
A.Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)上述反应中,H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号,下同)__________,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是___________,H2O2体现酸性的反应是___________。
(2)上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4的氧化性由强到弱的顺序是_________________。
(3)保存过氧化氢试剂瓶上的最适合贴上的一个标签是____________(填序号);
(4)某强酸反应体系中发生的一个氧化还原的离子反应,反应物和生成物共六种微粒:
O2、MnO4-、H2O、Mn2+、H2O2、H+。已知该反应中H2O2只发生了如下过程:H2O2→O2。
①反应体系选择的酸是:________(填序号)。
A.盐酸 B.浓硫酸 C.稀硫酸 D.醋酸
②如果上述反应中有6.72L(标准状况)气体生成,转移的电子为_____mol。
(5)H2O2有时可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称;如消除采矿业胶液中的
氰化物(如KCN),经以下反应:KCN+H2O2+H2O=A+NH3↑,试指出生成物A的化学式为__________,并阐明H2O2被称为绿色氧化剂的理由是______________。
19.氮元素的结构及存在
(1)氮元素位于元素周期表的第____周期、第____族。氮原子最外层有___个电子,既不容易____3个电子,也不容易____5个电子。一般通过____与其他原子相互结合成物质。
(2)氮元素在自然界中的存在
氮元素主要以____分子的形式存在于空气中,部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的____中,还有部分存在于土壤、海洋里的____和____中。
20.(1)32g铜投入一定浓度的硝酸溶液中,铜完全溶解,共收集到NO和NO2的混合气体8.96 L气体(标准状况)。
①计算产生NO的体积(标准状况)___________ L;
②将盛有此混合气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为___________L。
(2)向100 mL 0.8 mol·L-1硝酸溶液中加入一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物,充分反应后,放出标准状况下的气体224 mL,且测得溶液中铁只以Fe2+形式存在,为使Fe2+完全沉淀,可向反应后的溶液中加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液___________mL。
21.现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸的浓度为4mol/L,稀硝酸的浓度为2 mol/L。取10mL混合酸,向其中加入过量铁粉,反应结束后,在标准状况下可收集到的气体成分为_______、_______;体积分别是_______L、_______L。(假设HNO3只被还原为NO)
22.某研究性学习小组制取氨气,并利用氨气和氧化铜反应来验证氨气分子中氮、氢原子的个数比,按如图所示装置进行实验。已知:氨气与灼热的氧化铜反应,生成铜、水和氮气。
(1)装置A 中发生反应的化学方程式为_______。
(2)实验中,先断开C与D,加热装置_______ (填“A”或“C”)片刻,再连接C与D,加热另一个装置,其目的是_______。
(3)装置C 的玻璃管中发生反应的化学方程式为_______,若固体的质量减少3.2g,则该反应中转移电子的物质的量为_______。
(4)称量反应前后,玻璃管(含固体物质)的质量分别为m1g、m2g;生成的氮气在标准状况下的体积为VL。用所测数据计算出氨气分子中氮、氢原子个数之比为_______。
(5)小组同学还测定了反应前后装置D(含药品)的质量和生成的氮气体积(在标准状况下)。由此数据计算出的氨气分子中氮、氢原子个数比小于理论值,其原因是_______。
23.A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A元素的原子半径最小;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐;D与A同主族,且与E同周期;E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的,A、B、D、E这四种元素,每一种与C元素都能形成原子个数比不相同的若干种化合物。请回答下列问题:
(1)B单质的电子式是________。
(2)A、B、C、E可形成两种酸式盐(均由四种元素组成),两种酸式盐相互反应的离子方程式为___________________。
(3)A、C、E间可形成甲、乙两种微粒,它们均为负一价双原子阴离子,且甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为______________________。
【参考答案】
一、单选题
1.D
解析:A.烟花是利用金属的焰色反应制成的,A正确;
B.小苏打(碳酸氢钠),受热后分解出二氧化碳气体, 可作食品蓬松剂,B正确;
C.铁粉具有还原性,可以被氧气氧化,消耗氧气,因此作为脱氧剂,C正确;
D.石灰石不是合金,D错误;
故选D。
2.C
解析:A.不锈钢属于铁的合金,是向铁中加入Cr、Ni等改变金属内部结构而成的合金钢,A正确;
B.医用酒精消毒原理是酒精使细菌病毒的蛋白质发生变性死亡,含氯消毒液杀灭流行性病毒的原理是含氯消毒剂有强氧化性,是利用强氧化性杀菌消毒,两者原理不同,B正确;
C.陶瓷属于无机非金属材料种类繁多,可能含有金属元素,如耐高温陶瓷AlN等,C错误;
D.SO2具有还原性,可用于葡萄酒的杀菌防腐、抗氧化,D正确;
故答案选C。
3.D
解析:A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出,但前者发生的是盐析,后者发生的是变性,故A错误;
B.向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,原溶液中如含有SO32-,会被硝酸氧化为SO42-,也能生成BaSO4白色沉淀,则原溶液中不一定含有SO42-,故B错误;
C.向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,生成硅酸沉淀,说明H2SiO3 的酸性比H2CO3的酸性弱,故C错误;
D.向海带提取液中加少量氯水及淀粉溶液,溶液变蓝色,说明溶液中有I2,即可推断海带中含有碘元素,故D正确;
故答案为D。
4.C
解析:A.二氧化硫与有机色质化合为无色物质,具有漂白性,而Cl2没有漂白性,其与水反应生成的HClO,具有强氧化性,可以使有色物质褪色,具有漂白性,选项A错误;
B.反应在高温条件下进行,不是利用强酸制备弱酸原理,不能说明酸性强弱,选项B错误;
C.向饱和碳酸钠溶液中通入CO2会析出碳酸氢钠晶体而是溶液变浑浊,发生反应的化学方程式为Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3↓,选项C正确;
D.二氧化硅与碳酸钠反应制取玻璃、加热分解碳酸氢钠制取纯碱,两反应中元素化合价不变化,属于非氧化还原反应,但制备漂白粉的反应中氯元素的化合价由0价变化为-1、+1价,属于氧化还原反应,选项D错误;
答案选C。
5.D
解析:A.高温下,二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,石英坩埚会被烧碱腐蚀,故A正确;
B.玻璃、陶瓷和水泥都是传统硅酸盐材料,故B正确;
C.自然界中不存在硅单质,硅元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,故C正确;
D.太阳能电池板主要成分为单质硅,故D错误;
选D。
6.B
解析: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。
7.B
解析:A.检验K+,需要通过蓝色钴玻璃观察,防止黄光的干扰,A错误;
B.利用生石灰遇水放出大量的热,以及NH3·H2O不稳定受热易分解的性质来制取氨气,由于氨气的密度小于空气的密度,所以收集氨气可用向下排空气法收集,B正确;
C.喷泉实验:烧瓶内外产生压强差,而氯气不溶于饱和食盐水,不能形成喷泉,C错误;
D.硝酸易挥发,制备的二氧化碳中混有硝酸,不能证明碳酸酸性比硅酸的强,不能证明非金属性强弱关系,D错误;
故选B。
8.C
解析:A.碱石灰呈粉末状且易溶于水,故浓氨水和碱石灰的反应不能在启普发生器中进行,A不能达到实验目的;
B.氨气会与无水氯化钙反应,故不能用无水氯化钙干燥氨气,B不能达到实验目的;
C.氨气的密度小于空气的密度,可用向下排空气法收集氨气,并在试管口塞一团棉花,防止与空气形成对流,C能达到实验目的;
D.导管插入稀硫酸中,容易发生倒吸,D不能达到实验目的。
故选C。
9.C
解析:A.陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品,A错误;
B.水泥的原料是黏土和石灰石,纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料,B错误;
C.硅酸盐制品的化学性质稳定,熔点较高,C正确;
D.沙子主要成分为二氧化硅,不是硅酸盐,D错误;
故答案选C。
10.C
解析:A.标准状况下,三氧化硫是非气态物质,无法计算物质的量,故A错误;
B.由于不清楚是否为标准状况下,因此无法计算物质的量,故B错误;
C.氮气含有氮氮三键,常温常压下,物质的量为1mol,因此28g氮气含有共用电子对的数目为,故C正确;
D.,浓盐酸在反应过程中逐渐变稀,稀盐酸不与二氧化锰反应,因此足量和浓盐酸(物质的量为0.8mol)共热可生成分子个数小于0.2,故D错误。
综上所述,答案为C。
11.D
解析:A.盐酸酸性比碳酸强,所以二氧化碳和氯化钙溶液不反应,故A错误;
B.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3,FeCl3做催化剂,促进双氧水的分解,三价铁并不能氧化双氧水,故B错误;
C.同浓度同体积 NH4HSO4 溶液与 NaOH 溶液混合时,氢氧根先与氢离子反应,没有足够的氢氧根和铵根反应,离子方程式为H++OH-=H2O,故C错误;
D.氯气具有强氧化性,可以将亚硫酸根氧化成硫酸根,根据电荷守恒和电子守恒可得离子方程式为SO+Cl2 +H2O =2HSO +2Cl- +SO,故D正确;
综上所述故选D。
12.A
解析:A.浓硫酸遇水放热,温度越高,反应速率越快,A项正确;
B.滴入水的目的是利用浓硫酸溶于水放出热量,为蔗糖的脱水碳化及氧化提供能量,B项错误;
C.黑色固体中含有炭,炭的生成表现了浓硫酸的脱水性,C项错误;
D.除SO2外还生成二氧化碳气体和水蒸气,D项错误;
故答案为A。
13.B
解析:①当加入NaOH溶液时,SO2与NaOH反应可生成Na2SO3,与BaCl2溶液不反应生成BaSO3沉淀,①项正确;
②当加入NaNO3溶液时,SO2溶于水显酸性,NO3-在酸性条件下具有强氧化性,混合溶液中会生成BaSO4沉淀,②项正确;
③当加入K2SO4溶液会引入SO42-,与Ba2+会形成BaSO4沉淀,③项正确;
④新制氯水可将SO2氧化为SO42-,进而生成BaSO4沉淀,④项正确;
⑤H2S能与SO2反应生成不溶性的S单质,⑤项正确;
⑥CO2不能与SO2、BaCl2溶液发生反应,⑥项错误;
综上所述,①②③④⑤符合题意,B项正确;
答案选B。
14.C
解析:A.SO2和CO2都能与Ca(OH)2生成难溶于水的沉淀,不选A;
B.硫化钠及亚硫酸钠都具有还原性,易被空气中的氧气氧化而变质,不选B;
C.常温下铁遇浓硫酸,发生钝化;铂的活泼性较弱,不与浓硫酸反应,不能用同一原理解释,选C;
D.SO2和Na2SO3都具有还原性,都能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色,不选D;故答案为C。
15.D
解析:A.S与O2只能反应生成SO2,SO2和O2在高温、高压、催化剂的条件下生成SO3,A错误;
B.亚硫酸盐可以和H2S发生归中反应生成S单质,该反应中Z体现氧化性,B错误;
C.X为H2S,为一种弱电解质,C错误;
D.X为H2S,其水溶液易被空气中的氧气氧化,D正确;
综上所述答案为D。
二、填空题
16.Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑ 0.17mol/L
解析:Si与NaOH反应的化学反应方程式为:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑,其离子方程式为:Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑,由Si 2H2,则粗产品中Si为0.05mol,即0.05 mol×28g/mol=1.4g,所以SiO2为20.0g 1.4g+11.4g=7.2g,物质的量为0.12mol,由Si原子守恒知Na2SiO3的物质的量为0.05mol+0.12mol=0.17mol,溶液体积为1L,浓度为0.17mol/L。
17.(1) Na2SO3溶液、溴水 溴水褪色 SO+Br2+H2O=SO+2Br-+2H+
(2) Na2SO3溶液、Na2S溶液、H2SO4 有黄色浑浊出现 SO+2S2-+6H+=3S↓+3H2O
(3) Na2SO3溶液、H2SO4 有刺激性气味的气体产生 SO+2H+=SO2↑+H2O
解析:(1)要证明Na2SO3具有还原性,应选用氧化性物质溴水。向Na2SO3溶液中滴加溴水,溴水褪色,说明Na2SO3具有还原性。反应的离子方程式为:SO+Br2+H2O=SO+2Br-+2H+;
(2)要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性物质Na2S溶液和H2SO4.先加入少量H2SO4,使反应在酸性环境中进行,为反应提供H+,再向Na2SO3溶液中滴加Na2S溶液,若溶液中出现黄色浑浊,说明有单质硫生成,也说明Na2SO3具有氧化性。反应的离子方程式为:SO+2S2-+6H+=3S↓+3H2O;
(3)要证明H2SO3的酸性小于H2SO4,应选用的试剂为Na2SO3溶液和H2SO4,向Na2SO3溶液中滴加硫酸,若有气泡产生,说明H2SO3的酸性小于H2SO4.反应的离子方程式为:SO+2H+=SO2↑+H2O。
18. D C A Ag2O>H2O2>K2CrO4 B C 0.6 KHCO3 H2O2是氧化剂,其产物是H2O ,H2O没有毒性及污染性
解析:(1)D中双氧水中氧元素化合价降低,说明双氧水作氧化剂,体现了氧化性,B中双氧水中氧元素化合价升高,体现还原性,C中双氧水中氧元素化合价既升高又降低,既体现氧化性又体现还原性;
(2)反应Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O中,氧化银做氧化剂,双氧水作还原剂,则氧化性Ag2O>H2O2,反应3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O中,双氧水做氧化剂,铬酸钾做氧化产物,则氧化性H2O2>K2CrO4,故氧化性顺序为:Ag2O>H2O2>K2CrO4;
(3)过氧化氢为常见的氧化剂,试剂瓶上最适合贴上的一个标签为氧化剂标志,故答案为B;
(4)①H2O2只发生了H2O2→O2的变化体现了双氧水的还原性,做还原剂,所以高锰酸根做氧化剂,还原产物是锰离子,要求酸是不具有还原性的强酸,所以选择稀硫酸,而浓硫酸具有强氧化性,反应主要是利用酸性条件下,故答案为C;
②双氧水中-1价的氧变为氧气中的0价,当生成6.72L(标准状况)即0.3mol氧气时,则失电子数目为:0.3mol×2×(1-0)=0.6mol;
(5)反应KCN+H2O2+H2O=A+NH3↑遵循原子守恒,所以A为KHCO3,双氧水做氧化剂的还原产物为水,无污染。
19.(1) 二 VA 5 得到 失去 共用电子对
(2) N2 蛋白质 硝酸盐 铵盐
解析:略
20.72 5.6 700
解析:(1)①32 gCu的物质的量是n(Cu)==0.5 mol,由于Cu是+2价金属,则反应中转移电子的物质的量n(e-)=0.5 mol×2=1 mol;反应产生的标准状况NO和NO2的混合气体8.96 L气体的物质的量n(气体)==0.4 mol,假设混合气体中NO物质的量是x mol,则NO2的物质的量为(0.4-x)mol,根据氧化还原反应中电子守恒可知3x+(0.4-x)mol=1 mol,解得x=0.3 mol,其在标准状况下的体积V(NO)=0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L;
②在反应中Cu失去电子变为Cu2+进入溶液,HNO3得到电子变为NO和NO2,将盛有此混合气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的O2,NO和NO2与O2恰好使气体完全反应产生HNO3,则通入O2得到电子与Cu失去电子数目相等,故n(O2)=n(e-)=×1 mol=0.25 mol,其在标准状况下的体积V(O2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L;
(2)HNO3的物质的量n(HNO3)=0.8 mol/L×0.1 L=0.08 mol,反应产生气体物质的量n==0.01 mol,所以反应结束后溶液中n ()=0.08 mol-0.01 mol=0.07 mol,铁只以Fe2+形式存在,则溶质为Fe(NO3)2,由钠离子、硝酸根守恒可知:n (NaOH)=n(NaNO3)=n ()=0.07 mol,故V(NaOH)==0.7 L= 700 mL。
21. NO H2 0.448L 0.224L
解析:过量的Fe与HNO3会发生反应:3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O,n(H+)=2n(H2SO4)+n(HNO3)=2×4mol/L×0.01L+2mol/L×0.01L=0.1mol;n(NO)=2 mol/L×0.01L=0.02mol,根据离子方程式,结合二者的物质的量关系可知H+过量,反应产生的NO按NO计算。则反应产生NO的物质的量是0.02mol,其体积在标准状况下为V(NO)= 0.02mol×22.4L/mol=0.448L。反应消耗H+的物质的量是:0.08mol,则过量的H+的物质的量是n(H+)=0.1mol-0.08mol=0.02mol,继续发生反应:Fe+ 2H+ =Fe2++H2↑,n(H+)=0.02mol,则n(H2)=0.01mol。其在标准状况下的体积是V(H2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L。
22.(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) A 防止装置内空气影响氮气体积的测定
(3) 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 0.4mol
(4)
(5)D中浓硫酸不仅吸收了生成的水,还吸收了未反应的氨气
解析:装置A制备氨气,装置B干燥氨气,装置C中氨气和氧化铜发生反应生成铜、氮气和水,装置D中浓硫酸吸收剩余的氨气,装置E测量氮气的体积,据此解答。
(1)装置A制备氨气,其中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)由于装置内还含有空气,空气会影响氮气的测定,所以实验中,先断开C与D,加热装置A片刻,利用生成的氨气排空气,排尽空气后再连接C与D,加热另一个装置。
(3)装置C的玻璃管中氨气和氧化铜反应,发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,若固体的质量减少3.2g,根据方程式可知减少的质量就是氧化铜中氧元素的质量,物质的量是3.2g÷16g/mol=0.2mol,1mol氧化铜得到2mol电子,则该反应中转移电子的物质的量为0.4mol。
(4)称量反应前后,玻璃管(含固体物质)的质量分别为m1g、m2g,减少的质量就是氧元素质量,物质的量是,所以氨气分子中氢原子的物质的量是,生成的氮气在标准状况下的体积为VL,因此氨气分子中氮、氢原子个数之比为。
(5)由于洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,所以使计算的氢的量偏高,因此计算出的氨气分子中氮、氢原子个数比小于理论值。
23. HSO3-+H+=SO2↑+H2O HS-+OH-=S2-+H2O
【分析】A、 B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A元素的原子半径最小,则A为H元素;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐,则B为N元素;D与A同主族,D原子序数大于氮,故D为Na;D与E同周期,则E处于第三周期,E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的,最外层电子数为6,故E为S元素;结合原子序数可知,C为O、F元素中的一种,A、B、D、E这四种元素,每一种与C元素都能形成原子个数比不相同的若干种化合物,可推知C为O元素。
解析:(1)B为N元素,电子式为;;
(2)A、C、D、E可形成两种酸式盐为NaHSO3和NaHSO4,离子反应为HSO3-+H+=SO2↑+H2O;
(3)H、O、S形成的负一价双原子阴离子,且甲有18个电子,乙有10个电子,则甲为HS-,乙为OH-,离子反应为HS-+OH-=S2-+H2O。