第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元测试卷（含解析） 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 单元测试卷
一、单选题
1．“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
2．实验室用炭与浓硫酸反应并对产生气体的成分进行检验，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A．用装置甲进行反应 B．用装置乙检验
C．用装置丙检验 D．用装置丁检验
3．下列物质中，不能用作漂白剂的是
A． B．NaClO C． D．NaCl
4．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
5．下列离子在溶液中能够大量共存的是
A．Na＋、Ca2＋、SiO、CO B．NH、H＋、Fe2＋、NO
C．K＋、Mg2＋、SO、Cl- D．Fe3＋、Na＋、I-、SO
6．下列说法正确的是
A．分别将SO2和SO3通入Ba(NO3)2溶液中，得到的沉淀不同
B．氯气具有强氧化性，在与其他物质反应时只能作为氧化剂
C．SiO2、Al2O3均能与酸和碱发生反应，二者均为两性化合物
D．将铝钠合金投入水中得无色溶液，则合金中n(Al)≤n(Na)
7．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
8．下列溶液的存放不能使用磨口玻璃塞的是
①氢氟酸、②NaHSO4、③KNO3、④石灰水、⑤CuSO4、⑥NaOH、⑦Na2SiO3
A．④⑧⑦ B．①④⑥⑦ C．①③⑤ D．①④⑥
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
10．二氧化硫气体均能使下列物质褪色，其中表现为二氧化硫的漂白作用的是
A．使品红溶液褪色 B．红色酚酞溶液褪色 C．酸性高锰酸钾溶液褪色 D．溴水褪色
11．在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol·L-1和0.1mol·L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度(mol·L-1)为(溶液体积变化忽略不计)
A．0.3 B．0.225 C．0.6 D．0.45
12．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
13．代表阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A．晶体中含有的硅氧键数目为
B．标准状况下，和的混合气体中分子数为
C．常温下，溶于过量浓硝酸，转移电子数为
D．64g Cu在加热条件下与足量浓硫酸反应，生成SO2分子的数目为NA
14．下列表述正确的是
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以先加硝酸溶液，再加氯化钡溶液来检验
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④浓硫酸滴到纸张上变黑，说明浓硫酸具有吸水性
⑤传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐
A．①③④ B．①②⑤ C．①⑤ D．①②④⑤
二、非选择题
15．工业革命以来人类对于防治大气中NOx(由NO与NO2组成的混合物，当x=1.5时，混合物中NO与NO2物质的量之比为1:1)污染的研究从未停歇。回答下列问题：
(1)NaOH溶液可以吸收NOx，反应方程式如下：
ⅰ.(未配平)
ⅱ.
①当x=1.25时，NOx中NO与NO2的物质的量之比为___________。
②配平并写出反应ⅰ的化学方程式：___________；反应ⅱ中，每吸收0.3mol NO2，转移电子为___________mol。
③将一定体积的NOx通入足量NaOH溶液中，若NOx可以被完全吸收，x的取值范围为___________。
(2)利用NaClO吸收液可以同时脱除燃煤烟气中NO和SO2。研究发现NaClO吸收液在不同的初始pH条件下，对流动烟气的脱硫效率都接近100%，而对NO的脱除率如下图所示：

①pH=12时，脱除SO2的离子方程式为___________。
②酸性条件下，SO2的脱除率高于NO，其原因除SO2的还原性比NO强外，还可能是___________。
③若用盐酸调节NaClO吸收液的pH，不仅不利于NO的吸收，还会在反应过程中生成一种有毒气体，其化学式为___________。
16．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)
17．工业上由粗锰粉(主要杂质为Fe、Ni、Pb等金属单质)制备高纯碳酸锰。其主要工艺流程如图：
已知：①金属活动性：Mn>Fe>Ni>Pb
②流程中各步骤中对杂质离子的去除情况如下表：
Fe2+ Ni2+ Pb2+
初始浓度/mg·L-1 21.02 4.95 5.86
酸浸后/mg·L-1 12.85 3.80 3.39
除铁后/mg·L-1 0.25 3.76 3.38
除镍、铅后/mg·L-1 0.10(达标) 3.19(未达标) 0.12(达标)
制备碳酸锰。已知溶液pH和反应温度对MnCO3的产率影响分别如图1、图2所示
请设计从提纯后的MnSO4溶液制备MnCO3沉淀的实验方案：___________[实验中须使用的试剂有：氨水-(NH4)2CO3混合溶液]。
18．物质类别和核心元素的化合价是研究元素及其化合物性质的重要工具。下图是氮元素的“价一类”二维图，请回答：
(1)图中的a可以用作火箭氧化剂，其化学式为___________。
(2)无色的b和红棕色的c均为空气污染物，能造成的环境问题是___________(任填一种)。工业上可用c生产d，反应的化学方程式为___________，反应中被氧化的氮与被还原的氮的物质的量之比为___________。生产时的尾气中含有少量的b和c(假设两者的物质的量相等)，可将其通入烧碱溶液中加以吸收并生成e，反应的化学方程式为___________。
(3)实验室可以利用下图装置制取，其原理是___________，球形干燥管的作用是___________，其中盛装的是___________(填物质名称)。
参考答案：
1．A
【解析】略
2．D
【详解】A．炭与浓硫酸在加热条件下，在装置甲中发生反应，A正确；
B．检验和均需经过水溶液，带出的水蒸气会影响对反应生成水的检验，所以在发生反应后就检验反应生成的水，B正确；
C．利用的漂白性，用品红溶液检验和混合气体中，C正确；
D．由装置丙导出的气体中仍然混有，而也能与澄清石灰水反应出现浑浊，不能检验炭与浓硫酸反应生成的，D错误；
故答案为D。
3．D
【详解】A．Ca(ClO)2具有强氧化性，能氧化有色物质，能作漂白剂，A不合题意；
B．NaClO具有强氧化性，能将有色物质氧化，能作漂白剂，B不合题意；
C．SO2跟品红等某些有色物质结合成无色不稳定物质，能作漂白剂，C不合题意；
D．NaCl不能漂白有色物质，不能作漂白剂，D符合题意；
故选D。
4．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。
5．C
【详解】A．钙离子可以和碳酸根离子生成沉淀，不能共存，A错误；
B．二价铁在酸性条件下可以被硝酸根氧化为三价铁，不能共存，B错误；
C．离子K＋、Mg2＋、SO、Cl-相互之间不反应，可以共存，C正确；
D．三价铁离子可以将碘离子氧化为单质碘，本身被还原为二价铁，不能共存，D错误；
故选C。
6．D
【详解】A．分别将SO2和SO3通入Ba(NO3)2溶液中，溶液呈酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，则生成的沉淀均为BaSO4，A错误；
B．氯气与碱的反应中，氯气作氧化剂和还原剂，B错误；
C．SiO2为酸性氧化物，C错误；
D．铝钠合金投入水中发生反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，根据方程式知，当氢氧化钠的物质的量大于或等于铝时，能得到无色溶液，根据原子守恒得n(Al)≤n(Na)，D正确；
故答案为：D。
7．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。
8．B
【详解】①氢氟酸与二氧化硅反应四氟化硅和水，所以HF不能使用磨口玻璃塞，①符合题意；
②NaHSO4与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，②不符合题意；
③KNO3与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，③不符合题意；
④石灰水中的氢氧化钙溶液显碱性，能和二氧化硅反应，不能使用磨口玻璃塞，④符合题意；
⑤CuSO4与二氧化硅不反应，可以使用磨口玻璃塞，⑤不符合题意；
⑥NaOH与二氧化硅反应生成粘性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，所以氢氧化钠溶液不能使用磨口玻璃塞，⑥符合题意；
⑦粘性的硅酸钠，导致玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，不能使用磨口玻璃塞，⑦符合题意；
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．A
【详解】A．二氧化硫与有色物质化合为不稳定的无色物质，体现为漂白性使品红溶液褪色，故A符合题意；
B．滴入酚酞的氢氧化钠溶液显红色，二氧化硫为酸性氧化物，能够与碱反应，消耗氢氧根离子，使红色溶液褪色，故B不符合题意；
C．二氧化硫具有还原性，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使其褪色，体现还原性，故C不符合题意；
D．二氧化硫具有还原性，与溴水发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸，使溴水褪色，体现还原性，故D不符合题意；
故选A。
11．B
【分析】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol L-1和0.1mol L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)铜与投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应实质为硫酸提供氢离子确酸根离子具有强氧化性继续反应，反应实质为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，根据反应的量来确定消耗的铜以及生成气体的量，生成铜离子的物质的量分析判断，以此来解析；
【详解】根据反应实质：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，1.92g铜粉物质的量= =0.03mol，100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol L-1和0.1mol L-1，所含氢离子物质的量=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol，依据反应离子方程式可知铜剩余，根据反应可知：8H+～3Cu2+，得到铜离子物质的量为0.06mol×=0.0225mol，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为= 0.225mol/L；故选B。
12．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。
13．D
【详解】A．二氧化硅晶体中每个硅原子周围与四个氧原子结构形成四面体结构，因此晶体中含有的硅氧键数目为，故A错误；
B．标准状况下，和的混合气体物质的量为0.1mol，则混合气体分子数为，故B错误；
C．常温下，不会溶于过量浓硝酸，由于发生钝化现象，因此无法计算转移电子数，故C错误；
D．64g Cu在加热条件下与足量浓硫酸反应，根据，则生成SO2分子的数目为NA，故D正确；
综上所述，答案为D。
14．C
【详解】①浓硝酸见光或受热易分解，所以保存在棕色试剂瓶，故①正确；
②硝酸溶液中的HNO3具有氧化性，将SO氧化为SO，再加氯化钡产生白色沉淀，不能证明原溶液中含有SO，故②错误；
③锌与稀硝酸发生反应， 硝酸的氧化性较强，氮元素化合价降低被还原，不会生成氢气，故③错误；
④浓硫酸滴到纸张上，纸脱水炭化变黑，说明浓硫酸具有脱水性，故④错误；
⑤传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐，故⑤正确；
故选①⑤，选C。
15．(1) 3:1 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 0.15 [1.5，2)或其他合理形式
(2) NO难溶于水，与溶液中ClO-接触不够充分，不易脱除 Cl2
【详解】（1）①设NO的物质的量为a，NO2的物质的量为b，NOx中，当x=1.25时，x==1.25，a:b=3:1，则NO与NO2的物质的量之比为3:1。
②反应ⅰ中，依据得失电子守恒，可确定NO与NO2的化学计量数都为1，再依据质量守恒配平其它物质的化学计量数，则化学方程式：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；反应ⅱ中，可建立如下关系式：2NO2——e-，每吸收0.3mol NO2，转移电子为0.15mol。
③将一定体积的NOx通入足量NaOH溶液中，若NOx可以被完全吸收，当x=1.5时，发生反应ⅰ，混合气体可被NaOH溶液完全吸收，并生成NaNO2，当x=2时(此时只有NO2气体)，发生反应ⅱ，混合气体可被NaOH溶液完全吸收，并生成NaNO2、NaNO3，则x的取值范围为[1.5，2)或其他合理形式。答案为：3:1；NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；0.15；[1.5，2)或其他合理形式；
（2）①pH=12时，SO2可被ClO-氧化为，则脱除SO2的离子方程式为。
②物质反应前，需要相互接触，对于气体来说，与溶液反应前，应先溶解在溶液中，则酸性条件下，SO2的脱除率高于NO，其原因除SO2的还原性比NO强外，还可能是：NO难溶于水，与溶液中ClO-接触不够充分，不易脱除。
③若用盐酸调节NaClO吸收液的pH，Cl-可能与ClO-发生归中反应，并生成氯气，则反应过程中生成的一种有毒气体，其化学式为Cl2。答案为：；NO难溶于水，与溶液中ClO-接触不够充分，不易脱除；Cl2。
【点睛】ClO-具有强氧化性，尤其在酸性溶液中，氧化性更强。
16．(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%。
17．在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢加入氨水-(NH4)2CO3混合溶液，调节溶液pH为7左右，并在60 ℃水浴中保温，待沉淀完全后，冷却、过滤、洗涤、干燥后得MnCO3沉淀
【分析】粗锰粉加入硫酸酸浸，浸出液加入二氧化锰氧化，再加入X后除铁，故X为MnCO3等，使铁转化为氢氧化铁沉淀而除去，所得滤液通入硫化氢以将镍、铅离子转化为硫化物沉淀而除去，再一系列处理得到碳酸锰；
【详解】根据图像可知pH在7左右，温度在60 ℃左右时，MnCO3的产率最大，所以从提纯后的MnSO4溶液制备MnCO3沉淀的实验方案为在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢加入氨水-(NH4)2CO3混合溶液，调节溶液pH为7左右，并在60 ℃水浴中保温，待沉淀完全后，冷却、过滤、洗涤、干燥后得MnCO3沉淀。
18．(1)
(2) 酸雨或光化学烟雾 2∶1
(3) CaO遇水反应放热，将氨水中的加热分解放出氨气 干燥生成的氨气 碱石灰
【分析】由题干氮元素的价类二维图信息可知，a为氮元素+1价的氧化物即N2O，b为氮元素+2价的氧化物即NO，c为氮元素+4价的氧化物即NO2或者N2O4，d为氮元素+5价的酸即HNO3，e为氮元素+3价的钠盐即NaNO2，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，图中的a为氮元素+1价的氧化物即N2O，故答案为：N2O；
（2）由分析可知，无色的b为NO和红棕色的c为NO2，二者均为空气污染物，氮的氧化物能造成的环境问题是酸雨或光化学烟雾，工业上可用c即NO2生产d即HNO3，则该反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中被氧化的氮即转化为HNO3中的N与被还原的氮即转化为NO的氮，二者物质的量之比为2:1，生产时的尾气中含有少量的b即N和c即NO2(假设两者的物质的量相等)，可将其通入烧碱溶液中加以吸收并生成e即NaNO2，则该反应的化学方程式为2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O，故答案为：酸雨或光化学烟雾；3NO2+H2O=2HNO3+NO；2:1；2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O；
（3）由题干图示实验室制取NH3装置可知，根据CaO遇水反应放热，将氨水中的NH3·H2O加热分解放出氨气的原理，球形干燥管的作用是干燥生成的氨气，干燥氨气常用碱性干燥剂碱石灰，即球形干燥管中盛装的是碱石灰，故答案为：CaO遇水反应放热，将氨水中的NH3·H2O加热分解放出氨气；干燥生成的氨气；碱石灰。