第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试题（含解析） 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试题
一、单选题
1．化学与生活、生产、科技、环境等密切相关，下列说法正确的是
A．北京奥运会火炬“飞扬”出火口格栅喷涂碱金属的目的是利用焰色试验使火焰可视化
B．硅单质是制备光导纤维的主要原料
C．碘易溶于有机溶剂，因此可用乙醇萃取碘水中的碘
D．“嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能电池，镓是第三周期第ⅢA族元素
2．“增蓝天，保碧水，护净土”，江苏省正加快推进生态环境治理现代化建设。下列叙述正确的是
A．推广使用煤气化和液化技术，获得清洁燃料和化工原料
B．在一定条件下，选择合适的催化剂将CO2氧化为甲酸
C．铵态氮肥使用时要深施覆土，是因为铵态氮肥易氧化变质
D．纳米铁粉可以通过吸附作用高效地除去被污染水体中的Cu2+、Ag+等重金属离子
3．化学促进了科技进步。下列说法错误的是
A．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯互为同分异构体
B．“神舟”十五号飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维
C．“北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟，铷是第IA族元素
D．“国产C919飞机”用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
4．下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．受热易分解，可作化肥
B．化学性质稳定，可做光导纤维
C．具有氧化性，可用于漂白纸浆、毛、丝
D．易液化，液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂
5．将一定量的锌与250mL18.0mol·L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体44.8L(标准状况)。将反应后的溶液稀释到2L，测得溶液中c(H+)=0.9mol·L-1，则下列叙述中错误的是
A．反应中共转移电子4mol B．气体A中SO2和H2的体积比为3∶2
C．反应中共消耗锌130g D．稀释后的溶液中c()=1.45mol·L-1
6．下列反应对应的离子方程式正确的是
A．向氨水中通入少量：
B．亚硫酸钠溶液中加入足量硝酸：
C．向溶液中通入过量：
D．铁与稀硝酸铵反应：
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是
A．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
B．葡萄酒中通常添加少量，既可以杀菌，又可防止营养成分被氧化
C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，具有良好的传输信号能力
D．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指氢氟酸
8．能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．将少量氯气通入NaHSO3溶液中：HSO+H2O+Cl2=2Cl-+3H++SO
B．将少量NaAlO2溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
C．将Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2 12H2O]溶液中至沉淀质量最大：Al3++2SO+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO+2H2O
D．同物质的量浓度同体积的NH4H2PO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3 H2O
9．下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A．过量Fe粉和稀的反应：
B．溶液中加入足量NaOH溶液：
C．硫化钠溶液和硝酸混合：
D．向溶液中通入少量：
10．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
11．下列反应的离子方程式书写正确的是
A．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水：2+Ca2++2OH-=CaCO3↓＋+2H2O
B．向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热：+OH-NH3↑+H2O
C．将过量二氧化硫气体通入氨水中：SO2+NH3·H2O=+
D．用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜：Ag+2H++3=Ag++NO↑+H2O
12．用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)
选项 A B C D
X中试剂 浓盐酸 双氧水 浓硫酸 浓氨水
Y中试剂 Cu NaOH
气体
A．A B．B C．C D．D
13．O、O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：O+He→O+X；O+He→O+Y。下列说法正确的是
A．X的中子数为3 B．X、Y互为同位素
C．N13O2和N15O2均不能与水反应 D．自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定
14．下列实验操作及现象均正确且能得出相应结论的是
实验操作 实验现象 实验结论
A 向BaCl2溶液中通入SO2和气体X 产生白色沉淀 白色沉淀不一定为BaSO4
B 向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6] 溶液变为蓝色 溶液中存在Fe2+
C 向盛有浓HNO3的两支试管中分别加入除去氧化膜的镁带和铝片 加入镁带的试管中迅速产生红棕色气体，加入铝片的试管中无明显现象 金属性：Mg>Al
D 向盛有鸡蛋清的两支试管中分别滴加饱和氯化钠溶液和饱和硫酸铜溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
15．氮元素的单质和常见化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)在催化剂加热的条件下，氨气可以被二氧化氮氧化，生成氮气和水。书写该反应的化学方程式 ___________。
(2)___________实验证明氨气极易溶于水。通常用 ___________(填名称)干燥氨气。
(3)铵盐大多在农业上用作化肥，固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应可生成氨气，其化学方程式为 ___________。
(4)如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
写出氧化炉中氨气催化氧化的化学反应方程式 ___________。通常采用___________方法在氨分离器中将氨气分离出来。向氧化炉和吸收塔中通入的A是 ___________。
16．氨气在工农业生产中有重要应用。回答下列问题：
(1)①氮气用于工业合成氨，写出氮气的结构式：___________；工业上合成氨气的化学方程式为___________。
②NH3的稳定性比PH3___________(填“强”或“弱”)。
(2)向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。
①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为___________。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是___________(写化学式，一种即可)。
(3)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的NH3能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为___________。
17．工业或机动车尾气中的NOx会造成环境问题，可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收：NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2)，获得副产品NaNO2。
①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为___________。
②若吸收时NO与NO2比例控制不当，则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是___________(填化学式)。排放的尾气中含量较高的氮氧化物是___________(填化学式)。
(2)还原法：尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx，流程如下：

①尿素[CO(NH2)2]中氮元素的化合价为___________。
②写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式___________。
③若氧化处理后的尾气中混有SO2，此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒，降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程___________。
④“催化反应”过程中需控制温度在250℃~380℃之间。温度过高，NH3发生催化氧化反应，写出该化学方程式___________。
18．认识含硫物质的性质及转化规律，能帮助我们更好地认识自然和保护环境。
(1)模拟酸雨的形成原因。将气体通入蒸馏水中，取出部分溶液并用PH计测定其PH，每隔10min读数一次，所得数据如下：
时间(min) 0 10 20 30 40
PH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85
随着时间的推移，pH逐渐变小的原因是___________(用化学方程式表示)。
(2)防治对环境的污染。
①从物质分类角度看，属于酸性氧化物。工业上常用将转化为亚硫酸盐，写出所得亚硫酸盐的化学式：___________。
②从元素价态看，中S元素为价，既具有氧化性，又具有还原性。用生物质热解气(主要成分为CO、、)可将在高温下还原成单质硫。写出CO还原反应的化学方程式：___________。
(3)的性质：
①能使品红溶液褪色，该现象说明具有___________性(填“氧化”、“还原”或“漂白”)。
②酸性条件下，与在发生如下反应：，使溶液褪色。反应中有___________性(填“氧化”“还原”或“漂白”)。
(4)获取空气质量信息。某化学小组为了测定空气中的体积分数，做了如下实验：取标准状况下的空气20.00L(含、、、)，缓慢通过足量氯水中，在所得溶液中加入稍过量的溶液，产生白色沉淀，过滤后将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为2.33g。
①将上述空气缓慢通过足量氯水，写出反应的离子方程式：___________。
②检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________。
③求空气样品中的体积分数___________。(写出计算过程)
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．喷涂碱金属，通过金属的焰色反应，可使火焰呈现特殊颜色，从而能使火焰可视化，故A正确；
B．二氧化硅是制备光导纤维的主要原料，故B错误；
C．乙醇易溶于水，不能从碘水中萃取出碘单质，故C错误；
D．镓与Al同族，位于第四周期第ⅢA族元素，故D错误；
故选：A。
2．A
【解析】略
3．A
【详解】A．螺旋碳纳米管、石墨烯均为碳元素组成的不同的单质，互为同素异形体，A错误；
B．我国“神州”飞船航天员穿的航天服使用了多种合成纤维，防热和防火性能十分出色，B正确；
C．铷元素原子的最外层电子数为1，是周期表中第IA族元素，C 正确；
D．氮化硅(Si3N4)陶瓷属于新型无机非金属材料，D 正确，
故答案为：A。
4．D
【详解】A．含有氮元素，可用作化肥，A错误；
B．二氧化硅晶体对光具有全反射作用，能传递光信号，可以用二氧化硅晶体制备光导纤维，B错误；
C．具有漂白性，可用于漂白纸浆、毛、丝等，还具有氧化性，可用于杀菌消毒，C错误；
D．氨易液化，液氨汽化要吸收大量的热，液氨可用作制冷剂，D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．锌与浓硫酸反应首先生成硫酸锌、SO2和水，即Zn＋2H2SO4(浓)＝ZnSO4＋2H2O＋SO2↑。硫酸浓度降低后，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气，即Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。不论是生成氢气还是SO2均是转移2个电子，则反应中转移电子的物质的量是4mol，A正确；
B．原硫酸的物质的量是0.25L×18.0mol/L＝4.5mol，剩余硫酸是，生成的硫酸锌是2mol，因此根据硫原子守恒可知生成的SO2是4.5mol—0.9mol—2mol＝1.6mol，所以氢气是2mol—1.6mol＝0.4mol，则气体A中SO2和H2的体积比为4∶1，B错误；
C．根据电子得失守恒可知反应中共消耗锌130g，C正确；
D．稀释后的溶液中c()=1.45 mol·L－1，D正确，
答案选B。
6．D
【详解】A．一水合氨是弱电解质，应该用化学式表示，A错误；
B．硝酸具有强氧化性，可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，B错误；
C．因二氧化碳过量最终会生成碳酸氢根离子，C错误；
D．当时铁正好生成铁离子，当时铁正好生成亚铁离子，所以当时铁过量最终生成亚铁离子，D正确；
故选D。
7．D
【详解】A．秦兵马俑是由黏土经高温烧结而成的陶制品，故A正确；
B．二氧化硫有毒，能使蛋白质变性而具有杀菌能力，二氧化硫具有还原性，可防止葡萄酒中的营养成分被氧化，盛有葡萄酒中通常添加少量二氧化硫，既可以杀菌，又可防止营养成分被氧化，故B正确；
C．光导纤维的主要成分是具有良好的传输信号能力的二氧化硅，故C正确；
D．由题意可知，强水是能与大多数金属反应的硝酸，不是氢氟酸，故D错误；
故选D。
8．C
【详解】A．Cl2有强氧化性，具有还原性，Cl2能将氧化为，而Cl2是少量的，则生成的能与反应生成，反应的离子方程式为，A错误；
B．将少量溶液滴入溶液中，反应的离子方程式为，B错误；
C．将溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大，反应的离子方程式为，C正确；
D．电离出的优先和氢氧化钠溶液反应，同物质的量浓度同体积的溶液与氢氧化钠溶液混合，OH-只与反应，反应的离子方程式为，D错误；
故选C。
9．A
【详解】A．过量Fe粉和稀反应后，Fe有剩余，所以溶液中铁元素以Fe2+形式存在，同时生成NO气体等：，A正确；
B．溶液中加入足量NaOH溶液，、都与OH-发生反应，分别生成NH3 H2O、等，B不正确；
C．硝酸具有强氧化性，能将Na2S、H2S氧化，所以将硫化钠溶液和硝酸混合，没有H2S生成，C不正确；
D．HClO具有强氧化性，能将CaSO3、SO2等氧化，所以向溶液中通入少量，最终没有CaSO3生成，D不正确；
故选A。
10．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。
11．C
【详解】A．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，碳酸氢根离子完全反应生成水、碳酸钙沉淀：+Ca2++OH-=CaCO3↓＋H2O，A错误；
B．向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热，铵根离子完全反应生成氨气、碳酸氢根离子完全反应生成碳酸根离子和水：+ HCO+2OH-NH3↑+CO+2H2O，B错误；
C．将过量二氧化硫气体通入氨水中生成亚硫酸氢铵：SO2+NH3·H2O=+，C正确；
D．用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜生成硝酸银和NO、水：3Ag+4H++=3Ag++NO↑+2H2O，D错误；
故选C。
12．B
【详解】A．浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下，且氯气可溶于水，收集氯气不能用排水法，选项A错误；
B．双氧水分解制氧气制取装置用固液不加热制气体，收集氧气可用排水法，选项B正确；
C．浓硫酸与铜加热条件下反应生成二氧化硫，选项C错误；
D．氨气极易溶于水，不能用排水法收集，选项D错误；
答案选B。
13．B
【详解】A．根据人工合成反应可知，，，则X的中子数为4，A错误；
B．根据计算可知中a为6，b为2，Y中，，两者质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；
C．和性质与相同，均能与水反应，错误；
D．自然界不存在和并不是因为化学键不稳定，而是由于和半衰期很短，容易发生核变化，转化为其他原子，D错误；
故答案选B。
14．A
【详解】A．亚硫酸的酸性弱于盐酸，不能与氯化钡溶液反应，但向氯化钡溶液中通入二氧化硫和氨气，二氧化硫和氨气、氯化钡溶液反应能生成亚硫酸钡白色沉淀，则白色沉淀不一定是硫酸钡，故A正确；
B．向某溶液中加入铁氰化钾溶液，若生成蓝色沉淀说明溶液中含有亚铁离子，故B错误；
C．常温下铝在浓硝酸中钝化形成的氧化膜阻碍反应的继续进行，则用浓硝酸不能比较金属镁和金属铝的金属性强弱，故C错误；
D．向盛有鸡蛋清的试管中滴入饱和食盐水，蛋白质的溶解度降低，会发生盐析而析出蛋白质，该过程不是蛋白质发生变性，故D错误；
故选A。
15．(1)8NH3＋6NO27N2＋12H2O
(2) 喷泉 碱石灰
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(4) 4NH3+5O24NO+6H2O 液化 氧气
【详解】（1）在催化剂加热的条件下，氨气可以被二氧化氮氧化，生成氮气和水，该反应的化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O。
（2）氨气极易溶于水，喷泉实验证明氨气极易溶于水。氨气是碱性气体，通常用碱石灰干燥氨气。
（3）固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应可生成氨气，其化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
（4）氧化炉中氨气催化氧化生成一氧化氮和水的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。氨气易液化，通常采用液化方法在氨分离器中将氨气分离出来。一氧化氮在溶液中被氧气氧化生成硝酸，所以向氧化炉和吸收塔中通入的A是氧气。
16．(1) N≡N N2+3H22NH3 强
(2) NH3+HCl=NH4Cl NH4HSO4或(NH4)2SO4
(3)2NH3+3O22HNO2+2H2O
【详解】（1）①氮气分子中含有氮氮三键，结构式为N≡N；工业上氮气和氢气在高温、高压、催化剂存在的条件下合成氨气，反应的化学方程式为N2+3H22NH3。
②同主族元素从上到下非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，NH3的稳定性比PH3强。
（2）盐酸具有挥发性，浓盐酸液滴附近会出现白烟，氨气和氯化氢反应生成固体氯化铵，发生反应的化学方程式为NH3+HCl=NH4Cl。
硫酸难挥发，浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，氨气和硫酸反应生成硫酸氢铵或硫酸铵，该固体可能是NH4HSO4或(NH4)2SO4。
（3）在微生物作用下，NH3能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，根据氮、氢元素守恒，还应该有水生成，N元素化合价由-3升高为+3，氧元素化合价由0降低为-2，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为2NH3+3O22HNO2+2H2O。
17．(1) NaNO3 NO
(2) -3 SO2与O2、H2O反应生成H2SO4，H2SO4与NH3反应生成或者
【详解】（1）①由题意可知NO和NO2混合气体通入NaOH生成NaNO2，化学反应方程式为NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O，离子方程式为。
②NO与NO2混合气体中NO过量时，混合气体与NaOH反应生成的盐只有NaNO2。同时，过量的NO由于不和NaOH反应以尾气形式排放。当NO与NO2比例为1：1时，与NaOH反应只生成NaNO2，无气体释放。混合气体中NO2过量时，除NO与NO2按1：1与NaOH反应生成NaNO2外，剩余的NO2可被NaOH吸收生成NaNO2和NaNO3，无气体释放。综上所述，晶体中最可能的杂质为NaNO3，比例不当时可能释放NO。答案为：NaNO3，NO。
（2）①CO(NH2)2中碳元素+4价，氧元素-2价，氢元素+1价，设氮元素化合价为x，则4+(-2)+2x+1×4=0，解得x=-3。答案为：-3。
②依据题意可知反应物为NO2和NH3，产物为N2和H2O。于是，方程式为。
③硫酸盐形成需要，而题目中混合气体含有的是SO2，因此可以推到形成的过程中存在将SO2氧化成SO3的过程。尿素水溶液热解和催化生成N2过程中均有H2O，可以将SO3转化成H2SO4。生成的H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4。答案为：SO2与O2、H2O反应生成H2SO4，H2SO4与NH3反应生成或者。
④催化反应过程通入的气体含有NO2、O2、NH3、H2O、CO2(尿素水溶液热解产物)，除发生NO2与NH3反应外，还可能发生NH3的催化氧化，其产物为NO和H2O。NO的生成可以使NOx的去除率下降，反应方程式为，答案为：。
18．(1)2H2SO3+O2=2H2SO4
(2) Na2SO3 2CO+2CO2+S
(3) 漂白 还原
(4) Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净 1.12%
【详解】（1）将气体通入蒸馏水中，和水反应生成H2SO3，溶液呈酸性，随着时间的推移，H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4，溶液酸性增强，化学方程式为：2H2SO3+O2=2H2SO4。
（2）①和反应生成二氧化碳和亚硫酸钠，所得亚硫酸盐的化学式为Na2SO3；
②CO还原生成单质硫和二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+2CO2+S。
（3）①能使品红溶液褪色，该现象说明具有漂白性；
②与在发生如下反应：，使溶液褪色，该过程中SO2中S元素化合价上升，SO2作还原剂，具有还原性。
（4）①将上述空气缓慢通过足量氯水，二氧化硫被氧化为硫酸，反应的离子方程式为：Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO；
②溶液中含有氯离子，可通过检验氯离子判断沉淀是否洗涤干净，则检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若无沉淀生成，则已洗涤干净；
③n(BaSO4)==0.01mol，根据硫原子守恒可知n(SO2)=0.01mol，标况下的体积为V(SO2)=0.224L，所以SO2的体积分数为＝1.12%