第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元过关测试（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 单元过关测试
一、单选题
1．下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 分别加热和固体 试管内壁都有水珠 两种物质均受热分解
B 向盛铝片的试管中倒入NaOH溶液 开始无明显现象 铝与NaOH不反应
C 用干净的铂丝蘸取某溶液，在酒精灯外焰上灼烧 观察到火焰呈黄色 一定不含K元素
D 向含酚酞的溶液中滴加足量稀盐酸 溶液由红色变为无色，同时产生白色胶状物质 酸性：盐酸>硅酸
A．A B．B C．C D．D
2．对于下列所述过程，能正确描述其反应离子方程式的是
A．溶液中加入亚硫酸：
B．用溶液腐蚀铜电路板：
C．硫化亚铁溶于稀硝酸中：
D．稀NaOH溶液和稀溶液混合：
3．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
4．喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体一溶液，能出现喷泉现象的是
气体 溶液 装置
A CO2 稀盐酸
B NO 稀NaOH溶液
C NH3 水
D CO2 饱和NaHCO3溶液
A．A B．B C．C D．D
5．判断下列说法不正确的是
A．X是N2O5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现
6．化学与人类生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是
A．京东方生产的可折叠柔性屏中的灵魂材料——纳米银与硝酸不会发生化学反应
B．在葡萄酒酿制过程中，添加适量二氧化硫可以起到杀菌作用
C．硅是制作光导纤维的主要材料
D．“超轻海绵”使用的石墨烯是新型有机高分子材料
7．下列离子方程式正确的是
A．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3·H2O
B．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体：
C．实验室用硫酸铝溶液和氨水制备氢氧化铝：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D．用铁粉和过量的稀硝酸溶液反应制取少量NO：3Fe+8H++2 NO=3Fe2++2NO↑+4H2O
8．下列离子方程式书写正确的是
A．向溶液中加入足量：
B．用足量的氨水处理硫酸工业尾气：
C．氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞：
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：
9．下列关于硅元素及其化合物的说法正确的是
①在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，该结构的特殊性决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点
②食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质
③新型陶瓷如高温结构陶瓷等与传统陶瓷相比成分没有很大变化，但却具有特殊的功能
④高纯硅是应用最为广泛的半导体材料，为现代信息技术的建立提供了基础
⑤瓷坩埚及石英坩埚不能与氢氟酸接触，也不能对苛性碱和碳酸钠进行熔融操作
A．①②④ B．①③④ C．①④⑤ D．①②③④⑤
10．下列有关硫单质性质的叙述中，正确的是
A．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物也是SO2
B．自然界中在富氧环境中的含硫化合物，硫通常显＋4价或＋6价
C．硫燃烧时，硫过量时燃烧的产物是SO2，氧气过量时燃烧的产物是SO3
D．硫与金属或非金属反应时均作氧化剂
11．无论是传统的或是新型的无机非金属材料，硅元素都占有非常重要的地位。由于硅在太阳能发电中的重要作用，有些科学家称硅是“二十一世纪的能源”。下列关于硅说法正确的是
A．自然界中硅单质的含量居各元素的第二位
B．高纯度的硅是制半导体的重要材料
C．水泥、玻璃、陶瓷、光导纤维都是传统的硅酸盐工业产品
D．石英砂属于天然的硅酸盐产品
12．下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A．Mg与反应可生成C
B．与反应可生成
C．可通过化合反应制取
D．NaI固体与浓硫酸反应可制取HI
二、多选题
13．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。如图是硫、氮两元素的价类二维图。下列说法不正确的是
A．将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为1：2
B．上述价类二维图中，属于酸性氧化物的有：Y、SO2、P
C．若物质P为NO2，则其可以与水反应生成Q，同时生成无色气体，该无色气体遇空气变红棕色
D．欲制备Na2S2O3(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，可以选择Na2SO3+S
三、非选择题
14．利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：
(1)仅从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有___________(填化学式)。
(2)X与Z在一定条件下可以发生反应：(浓)。用双线桥法标出上述反应转移的电子数目和方向___________。
(3)请预测X与Y能否共存___________(填能或不能)，若不能请写出化学方程式若能请说明理由___________。
(4)写出一个上述含硫物质间相互转化的非氧化还原反应的离子方程式___________。
(5)是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析，下列制备的方案理论上可行的是___________(填字母)。
A． B． C． D．
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。如图是硫及其部分化合物的“价一类”二维图。
(1)据图中信息，物质a和b的化学式：a_____；b_____。
(2)Na2S2O5和Na2S2O3在化工生产中应用广泛，若将Na2S2O5归入图中，应置于图中的_____(填“c”、“d”或“e”)点。已知：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O，氢化物单质氧化物酸盐类别此反应中的物质没有涉及的类别是_____(填序号)。
A．单质 B．酸性氧化物 C．酸 D．碱 E.盐
(3)将SO2通入以下溶液，均会发生颜色变化，其中体现SO2还原性的是_____(填序号)。
A．使溴水褪色
B．使品红溶液褪色有机硫
C．使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色
D．使氢硫酸溶液中出现淡黄色浑浊
(4)硫元素的部分转化如图所示。过程①可利用克劳斯法实现，该法先将部分H2S通过燃烧转化为SO2，再将SO2与剩余的H2S混合。为实现硫的最大回收，燃烧的H2S和剩余的H2S物质的量之比应为_____。过程②宜在土壤的_____区实现(填“富氧”或“缺氧”)。
16．含钠化合物在工业生产和日常生活中应用广泛，请回答下列有关问题：
(1)钠元素的碱性氧化物的化学式为___________，钠另一种氧化物是一种淡黄色固体，写出其用于呼吸面具供氧剂的一个化学方程式：___________。
(2)是一种强碱，若实验室用浓溶液配制，需量取密度为质量分数为的溶液___________，该实验所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管之外，还有___________，当所配溶液与标准状况下恰好反应时，发生反应的离子方程式为___________。
(3)如图是实验室模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置。下列说正确的是___________(填序号)
A．a先通入，然后b通入，c中放碱石灰
B．b先通入，然后a通入，c中放碱石灰
C．a先通入，然后b通入，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b先通入，然后a通入，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
(4)粗盐常含有少量、、以及泥沙等杂质，实验室中可用如下流程提纯，下列说法中正确的是___________(填序号)
A．溶液a和可用一种试剂来代替
B．溶液a和溶液b的添加顺序可以互换
C．操作Ⅱ为蒸发结晶，蒸发过程中当蒸发皿中有大量晶体析出时停止加热
D．粗盐提纯的整个操作过程中共有两处需要使用玻璃棒
17．从价类二维的角度认识化学物质是一种高效的学习方法，铜元素的价类二维图如下，根据要求回答有关问题：
(1)转化②中铜元素被_______(填“氧化”或“还原”)。
(2)转化④的化学方程式为_______，转化⑥的离子方程式为_______。
(3)转化⑤生成的沉淀中混有，写出生成的化学方程式_______，用离子反应的实质解释生成的原因是_______(表述中须指明微粒名称或符号)。
(4)电子工业中，人们常用溶液腐蚀覆盖在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。请设计从腐蚀废液中回收金属的处理方案，用流程图表示_______。
(流程图示例：……)
18．硝酸是用途广泛的重要化工原料，自然乳和化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)上图①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是_______(填序号)；
(2)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为_______其中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______；
(3)为提高NO→的转化率，可采取的措施是_______；
(4)工业制硝酸时含有NO、等大气污染物，可用尿素[CO(NH2)2]水溶液吸收氮氧化物，用尿素[CO(NH2)2]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为_______；
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．较稳定，受热不易分解，加热碳酸钠试管内有水珠，是因为试管内空气中含水蒸气所致，A错误；
B．铝常温下会被氧气氧化为致密的氧化物薄膜，向盛铝片的试管中倒入NaOH溶液开始无明显现象，是因为氧化铝先与氢氧化钠反应所致，B错误；
C．用干净的铂丝蘸取某溶液，在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，只能说明该溶液中含钠元素，不能说明是否含钾元素，C错误；
D．硅酸钠与盐酸反应生成硅酸胶状沉淀和氯化钠，可用强酸制备弱酸的原理解释，D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．Na2S溶液中加入亚硫酸中反应生成硫单质、氢氧化钠和水，亚硫酸为弱酸不能拆开，A错误；
B．用FeCl3溶液腐蚀铜电路板的反应方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，则离子方程式为：，B正确；
C．硫化亚铁具有还原性，而硝酸具有氧化性，两者要发生氧化还原反应，离子方程式：FeS+4H++=Fe3++S↓+NO↑+2H2O，C错误；
D．稀NH4Cl溶液和稀NaOH溶液作用，反应生成氯化钠和一水合氨，正确的离子方程式为：，D错误；
故答案为：B。
3．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。
4．C
【详解】A．CO2与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；
B．NO与稀NaOH溶液不反应，且在NaOH溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量NaOH溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，B项错误；
C．NH3极易溶于水，向圆底烧瓶中挤入少量水会造成圆底烧瓶内气压明显减小﹐能形成喷泉，C项正确；
D．CO2与饱和NaHCO3溶液不反应，且在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误；
故选C。
5．B
【详解】A．根据图中氮元素及其化合物的转化关系可知，氮的氧化物X中的氮元素的化合价为+5价，对应的物质是N2O5，A项正确；
B．NO和空气中氧气生成二氧化氮，故不可用排空气法收集NO气体，B项错误；
C．氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，C项正确；
D．根据氧化还原反应原理分析，NH3可与NO2反应生成氮气，化学方程式为：8NH3+6NO2=7N2+12H2O，D项正确；
答案选B。
6．B
【详解】A．纳米银本质也为银单质，能与硝酸发生氧化还原反应生成硝酸银和氮的氧化物，A错误；
B．二氧化硫具有还原性，在葡萄酒酿制过程中，添加适量二氧化硫可以起到抗氧化作用，防止食物氧化变质；同时二氧化硫还能起到杀菌作用，B正确；
C．硅是制作计算机芯片的主要材料，光导纤维的主要成分是二氧化硅，C错误；
D．“超轻海绵”使用的石墨烯是碳单质，为无机非金属材料，D错误；
故答案选B。
7．B
【详解】A．同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合的离子方程式为：H++OH-═H2O，故A错误；
B．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体，离子方程式为： ，故B正确；
C．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，正确的离子方程式为：Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH，故C错误；
D．用铁粉和过量的稀硝酸溶液反应制取少量NO，离子方程式为：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O，故D错误；
故选：B。
8．C
【详解】A．S2-和Fe2+不能在溶液中共存，向溶液中加入足量生成S和FeS，离子方程式为：，故A错误；
B．用足量的氨水处理硫酸工业尾气生成亚硫酸铵，离子方程式为：，故B错误；
C．氢氧化钠溶液腐蚀磨口玻璃塞的原理是：，故C正确；
D．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸会发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO，离子方程式为：，故D错误；
故选C。
9．C
【详解】①硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，类似于共价晶体结构特点，致使硅酸盐材料大多具有硬度大、熔点高、耐腐蚀等性质，故正确；
②硅胶只能作干燥剂，不可防止食物氧化变质，故错误；
③新型陶瓷与传统陶瓷相比，在成分上有很大的变化，在等方面具有很多新的特性和功能，故错误；
④高纯硅是应用最为广泛的半导体材料，为现代信息技术的建立提供了基础，故正确；
⑤瓷坩埚及石英坩埚中含有二氧化硅，二氧化碳可以和氢氟酸、NaOH反应，瓷坩埚及石英坩埚不能与氢氟酸接触，也不能对苛性碱和碳酸钠进行熔融操作，故正确；
故选C。
10．A
【详解】A．硫在空气中或者纯氧中的燃烧产物只能是SO2，A正确；
B．+4价硫有还原性，且还原性较强，在富氧环境中容易被氧化成+6价，故在自然界中主要以+6价存在，B错误；
C．硫在过量氧气中燃烧只生成二氧化硫，C错误；
D．硫单质为零价，是中间价态，与金属反应时显氧化性；硫与非金属性比它强的非金属（如氧、氯、氟等）反应时，硫是还原剂，D错误；
故选A。
11．B
【详解】A．Si元素在自然界中以化合态存在，硅元素的含量在地壳中排第二位，A项错误；
B．硅在元素周期表中处于金属和非金属之间，导致硅单质的性质介于二者之间，所以硅是制半导体的重要材料，B项正确；
C．光导纤维由SiO2制成，不属于硅酸盐工业产品，C项错误；
D．石英砂的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，D项错误。
答案选B。
12．D
【详解】A．Mg与反应生成C和MgO，A正确；
B．与发生化合反应可生成，B正确；
C．氢氧化亚铁和水、氧气可通过化合反应制取，C正确；
D．浓硫酸可氧化NaI生成碘，不能制备HI，D错误；
故选：D。
13．AB
【分析】根据图示可知：X是－2价的S的氢化物，X为H2S，同理可以判断Y是SO3，Z是亚硫酸盐，W是硫酸，P是NO2或N2O4，Q是硝酸，据此判断。
【详解】A．H2S与SO2混合，发生反应：2H2S＋SO2＝3S＋2H2O，该反应中H2S为还原剂，SO2为氧化剂，S既是氧化产物又是还原产物，则该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2：1，故A错误；
B．NO2不属于酸性氧化物，故B错误；
C．根据NO2与水的反应方程式：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO可知，Q为硝酸，气体为一氧化氮，一氧化氮能和空气氧气反应生成红棕色二氧化氮气体，故C正确；
D．在Na2S2O3中S元素化合价平均为+2价，从氧化还原反应角度分析，必然有一种物质中S元素化合价比+2价高，一种比+2价低，可以选择Na2SO3+S反应制取，故D正确；
故选AB。
14．(1)SO2、H2SO3、Na2SO3
(2)
(3) 不能
(4)
(5)B
【分析】图为S元素的价类二维图，X为H2S，Y为SO2，Z为H2SO4。
【详解】（1）最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价态既有氧化性又有还原性，故图中既有氧化性又有还原性的化合物有：SO2、H2SO3、Na2SO3；
（2）双线桥：；
（3）H2S和SO2中S元素价态分别为-2和+4价，两者中间还有0价的S，故不能共存，发生反应的化学方程式为：；
（4）根据强酸至弱酸，可用硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化硫，离子方程式为：；
（5）中S元素为+2价。
A．中S元素的化合价为-2价和0价，不能制备+2价的，A错误；
B． 中S元素的化合价为+4价和0价，可能制备+2价的，B正确；
C．中S元素的化合价为+4价和+6价，不能制备+2价的，C错误；
D．中S元素的化合价为+4价和+6价，不能制备+2价的，D错误；
故选B。
15．(1) SO3 H2SO3
(2) d D
(3)A
(4) 1：2 富氧区
【详解】（1）据图中信息，a点为硫+6价的氧化物，则可判断为SO3；b点为酸且为+4价，则可判断为H2SO3；
（2）Na2S2O5中S化合价为+4，且为盐，应置于图中d点；观察方程式中化学式可知没有涉及的类别为碱，则答案选D；
（3）A体现SO2还原性，B体现SO2漂白性，C体现SO2是酸性氧化物，D体现了SO2的氧化性。则体现SO2还原性的是A；
（4）图中①可通过2H2S+3O2=2SO2+2H2O及SO2+2H2S=3S+2H2O来实现H2S→S的转化。要实现S的最大回收，则SO2与H2S反应中n(SO2):n(H2S)=1:2，根据S守恒，SO2物质的量与被燃烧的H2S物质的量相等。图中②为S→，硫元素被氧化，显然应在富氧区。
16．(1) 或
(2) 3.6 500mL容量瓶、烧杯
(3)C
(4)AC
【详解】（1）钠元素的碱性氧化物的化学式为，钠另一种氧化物是一种淡黄色固体，为，用于呼吸面具供氧剂的反应方程式为：或；
（2）实验室没有480mL规格的容量瓶，故必须配制溶液，质量分数为的溶液的浓度c(NaOH)==14mol/L，根据稀释定律，c浓V浓=c稀V稀，14mol/LV浓=0.1mol/L500mL，则V浓3.6mL，还需要的玻璃仪器有烧杯，500mL容量瓶；
450mL0.1mol/L的NaOH溶液，n(NaOH)=cV=0.1mol/L0.45L=0.045mol，CO2的物质的量n(CO2)===0.03mol，=，故反应的离子方程式为；
（3）侯氏制碱法是向饱和食盐水中先通入足量NH3，再通入足量CO2，因为NH3极易溶于水，故导管不能直接插入溶液中，答案选C；
（4）A. 根据粗盐的提纯实验知，溶液a为BaCl2(除去)， 溶液(除去Mg2+)，溶液b为Na2CO3(除去Ca2+及过量的BaCl2)，可用一种试剂Ba(OH)2来代替，选项A正确；
B. 溶液a为BaCl2(除去)，溶液b为Na2CO3(除去Ca2+及过量的BaCl2)，添加顺序不可以互换，否则不能除去过量的BaCl2，选项B错误；
C. 根据蒸发结晶的要求，操作Ⅱ为蒸发结晶，蒸发过程中当蒸发皿中有大量晶体析出时停止加热，选项C正确；
D. 溶解时（玻璃棒搅拌）操作Ⅰ（过滤玻璃棒引流）操作Ⅱ（蒸发结晶、玻璃棒搅拌）故粗盐提纯的整个操作过程中共有3处需要使用玻璃棒，选项D错误；
答案选AC。
17．(1)还原
(2)
(3) 的溶解性较小，以沉淀的形式产生，引起溶液中、、的浓度均降低
(4)
【详解】（1）转化②是CuO→Cu2O，铜元素化合价降低，铜元素被还原。
（2）转化④的浓硫酸和铜反应，反应的化学方程式为，转化⑥是氧化亚铜溶于稀硫酸生成硫酸铜和单质铜，反应的离子方程式为。
（3）硫酸铜和氢氧化钠混合可以转化为，依据原子守恒可知还有硫酸钠生成，则生成的化学方程式；由于的溶解性较小，以沉淀的形式产生，引起溶液中、、的浓度均降低，从可以生成；
（4）要从腐蚀废液中回收金属，需要加入金属铁置换出铜，由于铁一定是过量的，过滤得到的滤渣还需要用稀盐酸溶解，所以流程图可表示为。
18．(1)①②
(2) 5:4
(3)增大空气(氧气)的浓度
(4)NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O
【分析】将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①是自然固氮，通过根瘤菌等细菌将N2转化为有机氮，②是人工固氮，将N2和H2反应生成NH3，有机氮可以转化为NH3，NH3经催化氧化生成NO，NO和氧气反应生成NO2，NO2和H2O反应生成HNO3。
【详解】（1）将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定，①~⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②；
（2）氨的催化氧化反应为，氧化剂为氧气，还原剂为氨气，故氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4；
（3）为提高NO→HNO3的转化率，可采取的措施是增大空气(氧气)的浓度；
（4）体积比为1:1的NO和NO2混合气体，说明反应中化学计量数之比为1:1，反应化学方程式为NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O