第五章化工生产中的重要非金属元素单元测试卷（含解析）2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试卷
一、单选题
1．利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：

下列操作错误的是
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
2．周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．二氧化硫具有氧化性，可用作漂白剂
B．硒在光照下导电性显著提高，可用作光敏材料
C．臭氧具有鱼腥气味，可用作杀菌剂
D．硫酸具有强氧化性，可用作干燥剂
3．对下列实验现象的解释错误的是
A Cl2使鲜艳的红色花瓣褪色 Cl2具有漂白性
B SO2使湿润的蓝色石蕊试纸变红 SO2的水溶液显酸性
C 常温下将铜片放入浓硝酸中，铜片溶解 浓硝酸有强氧化性
D 常温下将铁片放入浓硫酸中，无明显变化 常温下铁遇浓硫酸钝化
A．A B．B C．C D．D
4．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．浓盐酸具有还原性，可用于设计喷泉实验
B．SO2具有还原性，可用于漂白纸张
C．Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料
D．SiO2具有良好的导光性，SiO2用来制作光导纤维
5．和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸，过程如下：将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成；在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应：；生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。同学们在实验室用下图装置验证木炭与浓硫酸反应中生成的气体成分，下列有关说法正确的是
A．①中品红褪色证明有氧化性
B．②中的试剂X应该是浓硫酸
C．③中的试剂Y应该是NaOH溶液
D．②中颜色变浅，但不消失，即可由③验证
6．和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸，过程如下：将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成；在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应：；生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。下列实验方案不能达到目的的是
A．用饱和溶液除去中的HCl
B．用溶液鉴别溶液和溶液
C．通入氯气可除去溶液中含有的
D．用加热、称重的方法鉴别固体和固体
7．和在生产、生活和科学研究中有着广泛的应用。葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化等作用。工业上常用接触法制备硫酸，过程如下：将硫黄或其他含硫矿物在沸腾炉中与氧气反应生成；在催化作用下与空气中的在接触室中发生可逆反应：；生成的在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收。下列关于的说法不正确的是
A．含的尾气大量排放至空气中会形成酸雨
B．葡萄酒中使用作抗氧化剂是利用了的还原性
C．二氧化硫属于酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应
D．可以使品红溶液褪色，体现了的氧化性
8．下列实验现象和结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向久置于空气中的Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成 Na2SO3溶液变质了
B 向某溶液中滴加KSCN溶液 溶液显红色 原溶液中有Fe3+
C 将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中产生的气体直接通入硅酸钠溶液 有白色沉淀生成 证明非金属性Cl > C > Si
D 滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无NH
A．A B．B C．C D．D
9．在检验SO的过程中，下列操作中正确的是
A．先加入稀硝酸，然后再加硝酸钡，产生白色沉淀，证明有SO
B．先加入硝酸钡，然后再加稀硝酸，沉淀不溶解，证明有SO
C．先加入稀盐酸，没有产生沉淀，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO
D．先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，证明有SO
10．将Mg、Cu组成的3.96g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时，得到唯一的还原产物NO气体1.344L(标准状况)，向反应后溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液至金属离子恰好沉淀完全、则消耗的NaOH溶液的体积为
A．45mL B．90mL C．120mL D．180mL
11．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是
A．向溶液中通入少量SO2：
B．氯化铝溶液中加入过量的氨水：
C．室温下用稀溶解铜：
D．硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳：
12．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是
①医学上常用液氮作冷冻剂，是利用了氮气化学性质的不活泼性
②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气
③向溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
A．①③ B．①② C．①②③ D．①②③④
13．下列物质性质对应的离子方程式书写错误的是
A．向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性：
B．向1mol/L溶液中滴加盐酸：
C．用食醋清洗水垢()的原理：
D．实验室若用磨砂玻璃塞盖在了盛放NaOH溶液的试剂瓶上：
14．下列实验操作和现象得出的实验结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 将通入滴有酚酞的NaOH溶液的试管中 溶液红色褪去 有漂白性
B 常温下，将铁片、铜片分别插入浓硝酸中 铁无明显变化、铜片剧烈反应 金属活动性：
C 取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 溶液中含有
D 取少量待测液于试管中，滴加几滴溶液 产生白色沉淀 溶液中含有
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
15．CoCl2可用于电镀，是一种性能优越的电池前驱材料，由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO的形式存在，还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下：
已知：①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常作食品抗氧化剂。CaF2、MgF2难溶于水
②CoCl2·6H2O的熔点为86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴
③部分金属阳离子形成氢氧化物的pH见下表：
Co3+ Fe3+ Cu2+ Co2+ Fe2+ Zn2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀pH 0.3 2.7 5.5 7.2 7.6 7.6 8.3 9.6
完全沉淀pH 1.1 3.2 6.6 9.2 9.6 9.2 9.3 11.1
滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体：
制备晶体CoCl2·6H2O，需在减压环境下烘干的原因是___________。
16．硅是带来人类文明的重要元素之一，硅与二氧化硅广泛应用于通讯行业。
(1)工业上常用石英砂与焦炭在高温下反应制粗硅，其化学方程式是______。
(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：
①反应Ⅱ的化学方程式为______。
②整个过程中必须严格控制无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外还可能使产品中混有杂质______。整个过程中可以循环利用的物质是______(填化学式)。
(3)如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。
①洗涤石英砂的目的是______。
②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是______。
③在以上流程中，能否将盐酸改为NaOH溶液，请说明理由______(用化学方程式表示)。
17．我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：
滤渣的成分是___________；含铝混合液中除了大量Al3＋之外，还有Fe3＋和少量Mg2＋，由混合液制取纯净Al(OH)3的实验方案是___________
18．Si是现代社会半导体工业发展的基石。回答下列问题：
(1)硅元素在自然界中的存在形式有___________(填字母)。
A．游离态 B．化合态 C．游离态和化合态都有
(2)可通过与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时，下列坩埚可选用的是___________(填字母)。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
(3)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如图：
①写出由石英砂制备粗硅的化学反应方程式：___________。
②写出由纯制备高纯硅的化学反应方程式：___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确；
B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确；
C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C错误；
D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D正确；
故答案选B。
2．B
【详解】A．二氧化硫的漂白性是因其能与有色有机物质化合成不稳定的无色物质，与其氧化性无关，故A错误；
B．硒在光照条件下导电性增强，利用此性质可用硒作光敏材料，故B正确；
C．臭氧具有强氧化性所以可用作杀菌剂，与气味无关，故C错误；
D．浓硫酸具有吸水性，因此可用作干燥剂，与强氧化性无关，故D错误；
故选：B。
3．A
【详解】A．Cl2本身并无漂白性，Cl2使鲜艳的红色花瓣褪色是由于Cl2和H2O反应生成的HClO具有强氧化性而漂白红色花瓣的，A符合题意；
B．SO2的水溶液由于SO2+H2OH2SO3而显酸性，故SO2使湿润的蓝色石蕊试纸变红，B不合题意；
C．常温下将铜片放入浓硝酸中，铜片溶解，反应原理为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，该反应体现了浓硝酸的强氧化性，C不合题意；
D．浓硫酸具有强氧化性，常温下铁遇浓硫酸钝化，故常温下将铁片放入浓硫酸中，无明显变化，D不合题意；
故答案为：A。
4．D
【详解】A．还原性和喷泉实验无关，A错误；
B．二氧化硫具有漂白性，能用于漂白，B错误；
C．氧化铝的熔点高，能做耐高温材料，C错误；
D．二氧化硅有良好的导光性，可以制作光导纤维，D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．①中品红褪色证明有漂白性，故A错误；
B．②主要目的是除掉二氧化硫，因此试剂X应该是酸性高锰酸钾溶液，故B错误；
C．③主要目的是验证有二氧化碳生成，因此试剂Y应该是澄清石灰水溶液，故C错误；
D．②中颜色变浅，但不消失，说明气体中没有二氧化硫，能使澄清石灰水变浑浊，即可由③验证，故D正确。
综上所述，答案为D。
6．B
【详解】A．饱和溶液与HCl反应，而饱和溶液不与二氧化碳反应，因此用饱和溶液除去中的HCl，能达到实验目的，故A不符合题意；
B．用溶液鉴别溶液和溶液，两者都产生白色沉淀，不能鉴别，故B符合题意；
C．氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁，因此通入氯气可除去溶液中含有的，能达到实验目的，故C不符合题意；
D．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，质量会减少，因此用加热、称重的方法鉴别固体和固体，能达到实验目的，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
7．D
【详解】A．含的尾气大量排放至空气中，与雨水反应生成亚硫酸，亚硫酸和氧气反应生成硫酸，因此会形成酸雨，故A正确；
B．葡萄酒中使用作抗氧化剂，利用了的还原性，与葡萄酒中氧化性物质反应而达到保存延长时间，故B正确；
C．二氧化硫属于酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水，故C正确；
D．可以使品红溶液褪色，体现了的漂白性，故D错误。
综上所述，答案为D。
8．B
【详解】A．向久置于空气中的Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀可能是BaSO3，也可能是BaSO4，不能说明Na2SO3溶液变质了，故A错误；
B．Fe3+和KSCN溶液反应生成Fe(SCN)3而使溶液呈红色，根据实验现象知，原溶液中含有Fe3+，故B正确；
C．盐酸具有挥发性，生成的CO2中含有HCl，HCl和硅酸钠溶液反应生成硅酸，干扰CO2和硅酸钠溶液反应，且HCl不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，根据实验现象不能判断非金属性强弱，故C错误；
D．加入稀NaoH溶液生成NH3· H2O，没有NH3生成，所以试纸不变蓝，要想得到NH3，需要加热，故D错误；
故选B。
9．C
【详解】A．加入稀硝酸酸化的硝酸钡溶液，不能排除亚硫酸根离子的干扰，故A错误；
B．先加入硝酸钡，然后再加稀硝酸，不能排除亚硫酸根离子的干扰，故B错误；
C．先加入稀盐酸，没有产生沉淀，排除碳酸根离子、银离子、亚硫酸根等的影响，然后再加氯化钡，产生白色沉淀，证明有SO，故C正确；
D．先加入氯化钡，产生白色沉淀，然后再加稀盐酸，沉淀不溶解，不能排除银离子的影响，故D错误；
故选C。
10．B
【分析】金属与硝酸恰好完全反应，得到的溶液为硝酸镁、硝酸铜混合溶液，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，金属离子恰好沉淀完全，得到沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2，根据电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子物质的量，结合NO的体积，根据电子转移守恒计算金属提供电子物质的量，再根据c=计算需要氢氧化钠溶液的体积。
【详解】硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为，其物质的量为，所以转移的电子的物质的量为，最后沉淀为、，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，故，则需要氢氧化钠溶液的体积为，答案选B。
11．D
【详解】A．向溶液中通入少量SO2，不发生反应，故A错误；
B．氯化铝溶液中加入过量的氨水，生成氢氧化铝沉淀：，故B错误；
C．室温下用稀溶解铜，生成硝酸铜、一氧化氮和水：，故C错误；
D．硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和碳酸氢钠溶液：，故D正确。
综上所述，答案为D。
12．D
【详解】①液氮气化时吸收大量的热，使周围温度降低，因此医学上常用液氮作冷冻剂，故①错误；②铵盐都不稳定，受热分解不一定都生成氨气，比如硝酸铵受热分解没有氨气生成，故②错误；③向溶液中滴加稀盐酸，会发生氧化还原反应，有无色气泡产生，无色气体变为红棕色，故③错误；④加热氯化铵固体生成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气在试管口变为氯化铵，因此不能用加热氯化铵的方法制备氨气，故④错误；因此①②③④错误；故D错误。
综上所述，答案为D。
13．B
【详解】A．硫酸氢钠与氢氧化钡为2: 1时溶液显中性，此时钡离子、氢氧根离子完全反应生成硫酸钡沉淀、水，离子方程式为：2H++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，A正确；
B．向1mol/L溶液中滴加盐酸，酸性条件下硝酸根离子氧化亚铁离子生成铁离子和一氧化氮气体，，B错误；
C．醋酸为弱酸，不能拆，用食醋清洗水垢(CaCO3)的离子方程式为：2CH3COOH+CaCO3=CO2↑+Ca2++2CH3COO-+H2O，C正确；
D．用磨砂玻璃塞盖在了盛放NaOH溶液的试剂瓶上，氢氧化钠和二氧化硅生成硅酸钠和水：SiO2+2OH-=SiO+H2O，D正确；
故选B。
14．C
【详解】A．SO2能与NaOH反应生成Na2SO3，从而使滴有酚酞的溶液碱性减弱或变为中性，因此溶液红色褪去，说明SO2具有酸性氧化物的通性而不能体现其漂白性，A错误；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铜能与浓硝酸反应，但是金属活动性Fe>Cu，B错误；
C．取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明产生了氨气，溶液中含有铵根离子，C正确；
D．取少量待测液于试管中，滴加几滴BaCl2溶液，生成白色沉淀，该白色沉淀可能为BaCO3，溶液中不一定含有硫酸根离子，D错误；
故答案选C。
15．降低烘干温度，防止产品分解，产生有毒的无水氯化钴
【分析】含钴矿粉加入稀硫酸、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)浸取后过滤得到滤渣1和滤液1，滤液加入氯酸钠、碳酸钠调节pH至3.0~5.0，再过滤除去滤渣2和滤液2,加入氟化钠且调节pH到4.0~5.0得到滤渣3和滤液3，滤液3萃取剂Ⅰ得到有机层和含钴离子、镍离子溶液，加萃取剂Ⅱ后得到含镍离子溶液和有机层，有机层加入稀盐酸反萃取得到氯化钴溶液，一系列处理得到氯化钴晶体；萃取剂Ⅰ后的有机层加入稀盐酸反萃取得到萃取剂Ⅰ和溶液4，一系列处理后得到相应的盐；
【详解】根据已知②可知，CoCl2·6H2O受热易失去结晶水而变为有毒的CoCl2，因此制备CoCl2·6H2O时需要在减压环境下低温烘干。
16．(1)
(2) SiO2 HCl、H2
(3) 除去石英砂中的NaCl杂质 增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率 不能，因二氧化硅能与NaOH溶液反应
【详解】（1）工业上常用石英砂与焦炭在高温下反应制粗硅，同时生成CO，其化学方程式是；
（2）①反应II的化学方程式为；
②有氧环境还可能生成SiO2使制得的Si不纯，反应为，整个过程中可以循环利用的物质是HCl、H2,答案为SiO2；HCl、H2；
（3）①石英砂不溶于水，氯化钠易溶于水，氧化铝难溶于水，因此洗涤石英砂的目的是除去石英砂中的NaCl杂质，故答案为:除去石英砂中的NaCl杂质；
②将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率，故答案为:增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率；
③在以上流程中，用盐酸将氧化铝溶解，而二氧化硅不与盐酸反应，因此溶解后过滤得到二氧化硅，因此不能将盐酸改为NaOH溶液,二氧化硅能与NaOH溶液反应，故答案为:不能，因二氧化硅能与NaOH溶液反应。
17． H2SiO3 向混合液中加入过量NaOH，过滤，向滤液中通入足量CO2，再过滤
【分析】混合焙烧时，Al2O3、Ga2O3、SiO2与Na2CO3反应，生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3，CaO、MgO、Fe2O3不反应，将固体溶解，MgO、Fe2O3不溶于水，CaO溶于水生成Ca(OH)2，溶液中溶质为Ca(OH)2、NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3、Na2CO3，加入盐酸后，溶液中溶质为FeCl3、MgCl2、CaCl2、AlCl3、GaCl3、NaCl，生成的硅酸不溶于水，滤渣为H2SiO3。将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，洗脱液进行分离操作后，加入NaOH生成，最终电解制备Ga。
【详解】根据分析可知，滤渣的成分为H2SiO3。含铝混合液中除了Al3+，还有Fe3+和Mg2+，由混合液制备纯净Al(OH)3的实验方案为向混合液中加入过量NaOH，过滤，向滤液中通入足量CO2，再过滤，即可得到纯净的氢氧化铝。
18．(1)B
(2)D
(3) (纯)
【分析】石英砂主要成分是SiO2，SiO2与焦炭在高温下反应产生粗硅，粗硅与HCl在573K作用下反应产生SiHCl3，然后对SiHCl3进行精馏达到纯净SiHCl3，再与H2发生还原反应产生高纯度的硅。
【详解】（1）Si元素在自然界中以硅酸盐及SiO2的形式存在，不存在单质态的Si元素，故合理选项是B；
（2）A．普通玻璃中含有SiO2，在高温熔融纯碱时，若使用普通玻璃坩埚，SiO2与Na2CO3反应产生Na2SiO3、CO2，因此会腐蚀坩埚，A错误；
B．石英玻璃坩埚主要成分是SiO2，在高温熔融纯碱时，若使用石英玻璃坩埚SiO2与Na2CO3反应产生Na2SiO3、CO2，因此会腐蚀坩埚，B错误；
C．Al2O3是两性氧化物，能够与纯碱在高温下发生反应而腐蚀仪器，C错误；
D．Fe与纯碱在高温下不会发生反应，因此可用来高温熔融纯碱，D正确；
故合理选项是D；
（3）①石英砂与焦炭在高温下发生反应产生Si、CO，因此可以用来制备粗硅，该反应的化学方程式为；
②SiHCl3与H2在357K时发生还原反应产生Si，同时产生HCl，该反应的化学方程式为：(纯)