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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版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-26 15:36:58

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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.下列关于材料的叙述正确的是
A.不锈钢是单质
B.陶瓷是新型材料
C.PVC 管是有机合成材料
D.光导纤维的主要成分是硅
2.氨的喷泉实验体现了氨的下列性质中的
A.还原性 B.极易溶解于水
C.与水反应生成碱性物质 D.氧化性
3.下列关于重要非金属元素的用途的叙述错误的是
A.食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B.自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2),二者均可作为工业上制备硫酸的原料
C.工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素,而且为其他化工产品(如炸药、农药等)的生产提供了原料
D.高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、建筑装饰使用的彩色玻璃、长江三峡大坝使用的水泥、用作砂轮磨料的碳化硅都属于传统的无机非金属材料
4.下列说法正确的是
A.制造手机芯片的关键材料是二氧化硅
B.“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料
C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅
D.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是一般的硅酸盐
5.下列陈述正确并且有因果关系的是
选项 陈述I 陈述Ⅱ
A. 常温下,铜片遇浓硫酸钝化 铜质容器可用于盛放浓硫酸
B. SiO2是酸性氧化物 SiO2可用于制作实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶瓶塞
C. 浓硫酸具有脱水性 浓硫酸可用于干燥H2和CO
D Fe3+具有强氧化性 FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
A.A B.B C.C D.D
6.以下物质间的每步转化通过一步反应就能实现的是
A.N2→NO2→HNO3 B.Fe→FeCl3→FeCl2
C.Si→H2SiO3→Na2SiO3 D.Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2
7.下列关于碳和硅的比较,正确的是
A.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离态也有化合态
B.碳和硅的最高化合价都是+4价
C.硅元素在地壳中的含量占第二位,碳占第一位
D.硅与碳一样均含有两种常见价态的氧化物——和
8.经检测,某工业废水显酸性,且废水中含有大量的、、、,下列哪一种离子可能大量存在于该废水中
A. B. C. D.
9.SO2在反应中体现氧化性的是( )
A.2SO2+O22SO3 B.SO2+H2OH2SO3
C.SO2+2H2S=3S↓+2H2O D.SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
10.下列化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.具有还原性,可用于葡萄酒的抗氧化剂
B.熔点很高,可用于冶炼金属铝
C.具有还原性,可用作制冷剂
D.具有氧化性,可用于加快分解
11.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Al2O3熔点较高,可用于制耐火材料
B.FeCl3具有酸性,可用于蚀刻线路板上的铜
C.氨气具有还原性,可用作制冷剂
D.四氯化碳密度比水大,可用于碘水中的碘萃取剂
12.某学习小组预选用下列装置中的几种或全部探究酸性:H2SO3>HClO,下列装置的连接顺序正确的是
A.①⑥ B.①③⑥ C.①③⑥⑤ D.①③②④⑥
13.硫酸是重要的化工原料。自然界常见的含硫矿石有黄铁矿(FeS2)、闪锌矿(ZnS)等。工业上常以黄铁矿为原料制备硫酸,接触室内发生反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·mol 1。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.FeS2(s)SO3(g) B.稀H2SO4(aq)SO2(g)
C.SO2(g)(NH4)2SO4(aq) D.浓H2SO4SO2(g)
14.下列表述中,Ⅰ、Ⅱ两者间不具有因果关系的是
选项 表述Ⅰ 表述Ⅱ
A 常温下铝在浓硫酸中发生钝化 可用铝槽车密封运送浓硫酸
B SO2有漂白性 SO2通入品红溶液中,溶液褪色
C 热稳定性:Na2CO3>NaHCO3 同浓度溶液碱性:Na2CO3>NaHCO3
D 非金属性:F>Cl 氢化物的稳定性:HF>HCl
A.A B.B C.C D.D
15.类比法在学习过程中经常使用,下列“类比”合理的是
A.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B.铜丝在氯气中燃烧生成CuCl2,则铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
D.Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大,则NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大
二、填空题
16.硅酸的制备:
硅酸可以由较强酸(碳酸、盐酸、硫酸等)和可溶性硅酸盐反应制硅酸的制备:____、____、____。
17.请根据要求书写出方程式。
(1)2021年3月18日,在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上,苏州芯联成软件有限公司获优异表现,芯片的主要成分是_______,写出其工业制备粗产品的化学反应方程式_______
(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩,雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为_______。
(3)1754年,Briestly用硵砂(主要成份NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨,化学反应方程式为_______。
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物,生成物为可参与大气循环的气体,请写出CH4与NO反应的化学方程式_______。
(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S,其物质转化如图所示。该图示的总反应为_______。
(6)将 3.2g 铜与 60.0mL 一定浓度的硝酸发生反应,铜完全溶解,产生 NO2 和 NO 混合气体的体积为 8.96L(标况)。待产生的气体全部释放后,向溶液加入 100mL 2.0mol/L 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。
18.NO与NO2中氮元素的价态均处于中间价态,则NO与NO2均既有氧化性又有还原性。
(1)NO极易与氧气反应表现___________性,化学方程式为___________;在一定条件下与氨气发生归中反应生成N2,其化学方程式为___________。
(2)NO2可发生自身歧化反应,NO2与H2O的化学方程式为___________,氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________,NO2与NaOH溶液反应可生成两种盐,其中一种是NaNO3,化学方程式为___________。
19.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应用以回收S,其物质转化如图所示。
(1)反应中当有34g H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的量不变,需消耗O2的质量为______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是___________________________________。
(3)写出图中各步转化的化学方程式:_______________________。
20.氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。欲将3400gNH3完全氧化,请利用化学方程式计算参加反应的O2的体积___(标准状况下)。
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.SO2是高中化学重点学习的气体,是常见的大气污染物,同时也是重要的工业原料,探究其性质和转化具有重要意义。请回答下列问题。
Ⅰ.如图是实验室制取SO2并验证SO2某些性质的装置图:
(1)⑥中发生反应的化学方程式为_______。
(2)①、②、③三个装置分别先后验证了SO2的哪些性质_______(填字母)。
A.酸性、吸附性、还原性 B.酸性、漂白性、氧化性
C.漂白性、漂白性、氧化性 D.漂白性、酸性、还原性
(3)⑤中发生反应的离子方程式为_______。
Ⅱ.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(4)反应Ⅱ的化学方程式:_______。
(5)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整_______。
i.SO2 + 4I- + 4H+=S↓+ 2I2 + 2H2O
ii.I2 + 2H2O + _______=_______ + _______+ 2I-
23.非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A常温下为淡黄色固体,B是无色有刺激性气味的气体。
①B可作漂白剂,其漂白原理与氯水的漂白原理____(填“相同”或“不同”)。写出A与D的浓溶液反应的化学方程式____。
②为验证B的还原性,将B通入盛有新制氯水的试管中,充分反应后,取出其中溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
方案III:向第三份溶液加入品红溶液,红色褪去
上述方案中合理的是____(填“I”“II”或“III”)。验证B的还原性,还可将B通入盛有高锰酸钾溶液的试管中,可看到溶液的紫红色退去,请写出此反应的离子方程式____。
(2)若A在常温下是气体,C是红棕色气体。
①A的电子式是____。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,该反应的化学方程式为____,若9.6g铜丝与50mL10mol/L的硝酸恰好完全反应,产生一定量NO和NO2的混合气体(反应过程中溶液体积变化忽略不计)。硝酸铜物质的量浓度为___mol/L。混合气体中NO2的体积为____L。(标准状况下)
【参考答案】
一、单选题
1.C
解析:A. 不锈钢是合金,属于混合物,不是单质,A错误;
B. 陶瓷是无机非金属材料,不是新型材料,B错误;
C. PVC管是有机合成材料,C正确;
D. 光导纤维的主要成分是二氧化硅,D错误;
答案选C。
2.B
解析:A.氨气的还原性表现在氧化还原反应中失电子作还原剂,与喷泉实验无关,A错误;
B.极易溶于水的气体能形成压强差而产生喷泉实验,所以氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质,与喷泉实验有关,B正确;
C.HCl也容易形成喷泉实验,但其溶于水显酸性,说明喷泉实验和氨气与水反应生成碱性物质的性质无关,C错误;
D.NH3的氧化性表现在NH3在与Na反应产生NaNH2和H2及高温、高压、催化剂条件下NH3分解产生N2、H2,但这些性质与NH3喷泉实验的形成无关,D错误;
故合理选项是B。
3.D
解析:A.SO2具有漂白性、SO2有毒,能使蛋白质变性而失去活性、具有还原性,食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,故A正确;
B.自然界中存在游离态的硫和化合态的硫(如黄铁矿FeS2),二者均可转化为二氧化硫,所以都可作为工业上制备硫酸的原料,故B正确;
C.工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素,氨气还是重要的化工原料,可为其他化工产品(如炸药、农药等)的生产提供了原料,故C正确;
D.用作砂轮磨料的碳化硅属于新型无机非金属材料,故D错误;
故选D。
4.B
解析:A.制造芯片的材料是单质硅,故A错误;
B.石墨烯是新型无机非金属材料,故B正确;
C.光缆的主要成分是二氧化硅,故C错误;
D.高温结构陶瓷的主要成分是氧化铝、氮化硅等,故D错误;
选B。
5.D
解析:A.铜与浓硫酸反应,不会钝化,A错误;
B.SiO2与NaOH反应,实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞,而常用橡皮塞,B错误;
C.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥H2和CO,C错误;
D.Fe3+具有强氧化性,,D正确;
故答案为:D。
6.B
解析:A.氮气不能一步反应生成二氧化氮,转化通过一步反应不能实现,故A错误;
B.铁与氯气反应生成氯化铁,氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁,每步转化通过一步反应就能实现,故B正确;
C.Si→H2SiO3的转化,可以先与氢氧化钠反应生成硅酸钠,硅酸钠与酸反应生成硅酸,故C错误;
D.氧化铝不能与水反应生成氢氧化铝,Al2O3→Al(OH)3的转化,可以向与酸反应生成铝盐,铝盐与碱反应生成氢氧化铝沉淀,故D错误;
故选B.
7.B
解析:A.硅是一种亲氧元素,在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在,只有化合态,没有游离态,碳元素在自然界中既有游离态又有化合态,A错误;
B.碳、硅元素的原子最外层都有4个电子,其最高化合价都是+4价,B正确;
C.氧元素在地壳中的含量占第一位,硅元素在地壳中的含量占第二位,C错误;
D.碳有两种常见氧化物——和,硅只有一种常见氧化物——,D错误;
故选B。
8.B
解析:A.某工业废水显酸性,含有大量氢离子,故氢氧根不能与氢离子大量共存,A不符合题意;
B.不与H+、Na+、、Cl 、反应,可以大量共存,B符合题意;
C.与H+、会发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.与会反应生成氯化银白色沉淀,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
9.C
解析:A.该反应中SO2中的硫元素化合价从+4价升到+6价,化合价升高被氧化,体现的是SO2的还原性,故A不符合题意;
B.该反应中元素化合价没有变化,该反应不是氧化还原反应,故B不符合题意;
C.该反应中SO2中的硫元素化合价从+4价降到0价 ,化合价降低被还原,体现是SO2的氧化性,故C符合题意;
D.该反应中SO2中的硫元素化合价从+4价升到+6价,化合价升高被氧化,体现的是SO2的还原性,故D不符合题意;
故选C。
10.A
解析:A.SO2中硫元素化合价为+4价,为中间价态,所以SO2既有氧化性又有还原性,可利用SO2较强的还原性做防腐剂,A正确;
B.冶炼金属铝用氧化铝而不用氯化铝的原因是因为氧化铝为离子化合物,氯化铝为共价化合物,氧化铝熔点很高,所以可做耐热材料,B选项性质与用途不对应,B错误;
C.液氨易汽化吸收大量热,所以可以做制冷剂,与NH3的还原性无关,C选项性质与用途不对应,C错误;
D.催化剂通过改变反应的途径来加快反应速率,但在反应前后其性质、质量均不变,MnO2能催化H2O2的分解与MnO2的氧化性无关,D错误;
故选A。
11.A
解析:A.Al2O3熔点较高、高温难熔,因此可用于制耐火材料,A正确;
B.FeCl3具有氧化性,能腐蚀金属铜,可用于蚀刻线路板上的铜,B错误;
C.液氨汽化时大量吸热,氨气可用作制冷剂,C错误;
D.单质碘易溶于四氯化碳中,可用于碘水中碘的萃取剂,D错误;
答案选A。
12.D
解析:用①制备SO2,③除SO2中的HCl杂质,②用SO2和NaHCO3溶液反应生成CO2,证明酸性H2SO3>H2CO3,④用品红溶液验证气体中无SO2,⑥中二氧化碳和次氯酸钙反应生成碳酸钙沉淀,证明酸性H2CO3>HClO,综合上述按顺序为①③②④⑥,,可证明酸性:H2SO3>HClO,故选D。
13.D
解析:A.黄铁矿(FeS2)在高温条件下与O2发生反应,生成Fe2O3和SO2,即4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,所以FeS2(s)SO3(g)物质间转化不能实现,故A不符合题意;
B.稀H2SO4不具有强氧化性和脱水性,稀H2SO4不与蔗糖反应,所以稀H2SO4(aq)SO2(g)物质间转化不能实现,故B不符合题意;
C.SO2与NH3 H2O发生反应生成(NH4)2SO3,即SO2+2NH3 H2O=(NH4)2SO3+H2O,所以SO2(g)(NH4)2SO4(aq)物质间转化不能实现,故C不符合题意;
D.浓H2SO4与Cu在加热条件下发生氧化还原反应,生成CuSO4、SO2和H2O,即Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,所以浓H2SO4SO2(g)物质间转化能实现,故D符合题意;答案为D。
14.C
解析:A.因为常温下铝和浓硫酸发生钝化反应,因此可用铝槽车密封运送浓硫酸,Ⅰ、Ⅱ两者间具有因果关系,故A不符题意;
B.SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,Ⅰ、Ⅱ两者间具有因果关系,故B不符题意;
C.Na2CO3的热稳定性高于NaHCO3,但与溶液碱性强弱无关,Ⅰ、Ⅱ两者间不具有因果关系,故C符题意;
D.非金属性越强,其氢化物越稳定,Ⅰ、Ⅱ两者间具有因果关系,故D不符题意;
答案选C。
15.C
解析:A.SO2具有较强的还原性,Na2O2与SO2反应生成Na2SO4,Na2O2+SO2=Na2SO4,A错误;
B.铁在氯气中燃烧生成氯化铁,2Fe+3Cl23FeCl3,B错误;
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,反应为Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl,Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl,反应为Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl,C正确;
D.Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大,但是钠盐都溶于水,NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小,D错误;
故选C。
二、填空题
16. Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ 2HCl+Na2SiO3=H2SiO3↓+2NaCl 2H2SO4 +Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2SO4
解析:略
17. Si SiO2+2CSi+2CO SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2 2H2S+O2=2S↓+2H2O 10
解析:(1)芯片的主要成分是单质硅;工业制备粗硅的化学反应方程式为:SiO2+2CSi+2CO;
(2)雕花玻璃是氢氟酸与二氧化硅反应,涉及的主要反应的化学方程式为:SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O;
(3)用硵砂(主要成份NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨,化学反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物,生成物为可参与大气循环的气体, CH4与NO反应生成水和氮气,化学方程式为:CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2;
(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中氧气与硫化氢为反应物,FeCl3、FeCl2、CuCl2参与反应,产物为S,该图示的总反应为:2H2S+O2=2S↓+2H2O;
(6)根据N原子守恒可知,原硝酸溶液中HNO3的物质的量等于反应后溶液中NO (未被还原的NO)的物质的量与还原产物NO2和NO的物质的量之和。向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀后,溶液的溶质为NaNO3,则有n(NO) = n(Na+) = (100×10-3)L×2.0mol·L-1 = 0.2mol;部分HNO3被还原为NO2和NO,被还原的HNO3的物质的量为:;。
18.(1) 还原 2NO+O2=2NO2 4NH3+6NO5N2+6H2O
(2) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 1∶2 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
解析: (1)NO极易与氧气反应,生成NO2,N元素的化合价升高,表现还原性,化学方程式为2NO+O2=2NO2;在一定条件下,NO与氨气发生归中反应,生成N2和水,其化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O。答案为:还原;2NO+O2=2NO2;4NH3+6NO5N2+6H2O;
(2)NO2与H2O反应时,可发生歧化反应,生成HNO3和NO,化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,作氧化剂的NO2得电子生成NO,作还原剂的NO2失电子产物与水作用生成HNO3,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,NO2与NaOH溶液反应可生成两种盐,其中一种是NaNO3,则另一种盐为NaNO2,化学方程式为2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;1∶2;2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。
19. 16g 增大混合气体中空气的比例 CuCl2+H2S=CuS↓+2HCl,2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+CuCl2,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O
解析:(1)H2S转化为硫单质,硫元素的化合价从-2价变成0价,氧元素的化合价从0价变成-2价,依据得失电子数相等,所以有34gH2S即1mol硫化氢转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的量不变,需要消耗O2的物质的量是0.5mol,质量为16g;
(2)使生成的硫单质中不含CuS,则硫离子不能有剩余,硫离子完全被氧化为硫单质,所以氧气必须过量,采取的措施是:增大混合气体中空气的比例;
(3)氯化铜和硫化氢反应生成硫化铜沉淀和盐酸,氯化铁和硫化铜反应生成氯化亚铁、氯化铜和硫,氯化亚铁和盐酸、氧气反应生成氯化铁和水,化学方程式分别为:CuCl2+H2S=CuS↓+2HCl,2FeCl3+CuS=S↓+2FeCl2+CuCl2,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O。
20.5600L
解析:,则,得。故需氧气5600L。
21.37 1800 10.64 8 62.5 1.8
解析: (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)H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑ +H2O
(2)B
(3)SO2+2OH-=+H2O
(4)3SO2+2H2O2H2SO4+S↓
(5)I2+2H2O+SO2=+4H++2I-
【分析】Ⅰ.实验室制SO2并验证SO2某些性质。⑥中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫;①中二氧化硫与水反应生成亚硫酸,遇石蕊变红;②中品红溶液褪色;③中二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成单质S;④中二氧化硫与碘水发生氧化还原反应而使碘水溶液褪色;⑤为尾气处理装置,SO2与NaOH反应可防止SO2排放在环境中,据此分析解答。
Ⅱ.太阳能转化为热能,使H2SO4分解产生SO2、O2、H2O,SO2与H2O发生氧化还原反应产生H2SO4、S,S与O2点燃发生燃烧反应产生SO2,同时放出大量热量,据此分析解答。
解析: (1)⑥中H2SO4与Na2SO3发生复分解 反应产生Na2SO4、SO2、H2O,发生反应的化学方程式为H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑ +H2O;
(2)①中二氧化硫与水反应生成亚硫酸,遇石蕊变红,验证SO2是酸性氧化物的性质;②中品红溶液褪色,验证SO2的漂白性;③中二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成单质S,验证SO2的氧化性,故合理选项是B;
(3)⑤为尾气处理装置,SO2与NaOH溶液发生反应产生Na2SO3、H2O,反应的离子方程式:SO2+2OH-=+H2O;
(4)根据图示可知反应Ⅱ是SO2、H2O发生歧化反应产生H2SO4、S,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为:3SO2+2H2O2H2SO4+S↓;
(5)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下:i.SO2 + 4I- + 4H+=S↓+ 2I2 + 2H2O;用总方程式减去i.反应方程式,可得ii.的化学方程式为:I2+2H2O+SO2=+4H++2I-。
23.(1)不同 2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O II 5SO2+2MnO+2H2O=2Mn2++4H++5SO
(2) Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3.0 3.36
解析:①若A常温下为淡黄色固体,B是无色有刺激性气味的气体,则A为S,B为二氧化硫,C为三氧化硫,D为硫酸;
②若A在常温下是气体,则A为但其,B为NO,C是红棕色气体为二氧化氮,D为硝酸,据此分析解题。
(1)
①B为二氧化硫可作漂白剂,其漂白原理与氯水的漂白原理不同,氯水的漂白原理:实质是 HClO 具有氧化性,SO2 能与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质,但是这种无色物质受热又会恢复原来的颜色, 因此 SO2 的漂白具有不稳定性; A与D的浓溶液反应生成二氧化硫和水,化学方程式为:2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O。
②为验证B的还原性,将B通入盛有新制氯水的试管中,充分反应后,取出其中溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,不合理因为溶液中含有氯离子会生成氯化银沉淀,不能说明是二氧化硫与硝酸银反应生成沉淀;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,二氧化硫被氧化为硫酸根生成硫酸钡沉淀,合理;
方案III:向第三份溶液加入品红溶液,红色褪去,不合理应为二氧化硫与氯水均能使品红褪色,不能证明其还原性;
上述方案中合理的是II。
验证B的还原性,还可将B通入盛有高锰酸钾溶液的试管中,可看到溶液的紫红色退去,高锰酸根转化为锰离子,此反应的离子方程式:5SO2+2MnO+2H2O=2Mn2++4H++5SO;
(2)①A的电子式是;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,该反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,若9.6g铜丝与50mL10mol/L的硝酸恰好完全反应,产生一定量NO和NO2的混合气体(反应过程中溶液体积变化忽略不计)。根据反应化学方程式,硝酸铜的物质的量=Cu的物质的量=0.15mol,物质的量浓度为0.15mol÷0.05L=3.0mol/L。NO的物质的量为xmol,NO2的物质的量为ymol,根据化合价升降得到方程,x=0.05,y=0.15,混合气体中NO2的体积为0.15mol×22.4mol/L=3.36L