第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元同步训练（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 单元同步训练
一、单选题
1．X、Y、Z、W均为两种元素组成的常见化合物，Y为淡黄色固体，W为常见液体，甲为单质，乙为红棕色气体，上述物质之间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)，则下列说法中不正确的是

A．沸点：W>X B．Y中只含有离子键
C．Z中混有乙可用水洗涤再干燥除去 D．生成乙的方程式为：
2．下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是
A B C D
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 向CaCl2和氨水的混合液中通入CO2 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀，随后变为红褐色 溶液变红，随后迅速褪色 产生白色沉淀 产生无色气体，随后变为红棕色
A．A B．B C．C D．D
3．氮、硫元素的“价—类”二维图如图所示。下列有关叙述错误的是
A．a和c′共同通入水中，可生成两种盐
B．工业上制备H2SO4的途径为b′→c′→d′→f′
C．d或d′均可与水发生反应，生成强酸
D．a′和f′的浓溶液反应，产物一定有b′和c′
4．下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 检验新制氯水中含有HClO 向新制氯水中加入少量BaCO3固体
B 证明SO2具有还原性 向SO2水溶液中通入H2S气体
C 检验钠与H2O反应产物NaOH 将绿豆大小的钠投入适量水中，再滴加稀盐酸
D 证明非金属性：N>C 向碳酸钙中滴加硝酸
A．A B．B C．C D．D
5．下列实验操作，现象和解释或结论均正确的是
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 过量的粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴加溶液 溶液呈红色 稀硝酸将氧化为
B 箔插入浓硫酸中 无现象 铝不和浓硫酸反应
C 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸变蓝色 浓氨水呈碱性
D 向盛有某溶液的试管中滴加稀溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无
A．A B．B C．C D．D
6．下列有关物质的实验目的对应的实验操作及现象，正确的是
实验目的 实验操作及现象
A 验证溶液中含SO 向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀
B 验证溶液含NH 向溶液中加浓NaOH并加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，产生白烟
C 验证气体为SO2 将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色
D 验证气体为CO2 将某气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊
A．A B．B C．C D．D
7．甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系，下列有关物质的推断不正确的是
A．若甲为H2S，则丁可能是O2 B．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2
C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸 D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是SO2
8．工业上以铜屑为原料制备硝酸铜，从节约原料和环境保护的角度，下列4种方法中，最适宜采用的是
A． B．
C． D．
9．氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以生成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；用如图所示装置制备氨气并验证氨气的还原性，其中能达到实验目的的是

A．用装置甲生成氨气 B．用装置乙干燥氨气
C．用装置丙验证氨气的还原性 D．用装置丁吸收多余的氨气
10．氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到，Cl2能氧化Br-，可从海水中提取Br2；氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒，ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水，与碱反应会生成ClO与ClO，在稀硫酸和NaClO3的混合溶液中通入SO2气体可制得ClO2；漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐，可作棉、麻的漂白剂。实验室制取高浓度的HClO溶液，有关实验装置和原理能达到实验目的的是
A．制取氯气 B．制取氯水
C．提高HClO浓度 D．分离HClO
11．2021年，超快激光器、400G硅光芯片等一批重大科技成果在湖北研发成功，超快激光器国产化将推动国内应用商的使用成本降低至少30%-40%，而硅光芯片可以帮助我国电子芯片产业实现弯道超车。下列说法不正确的是
A．激光的产生是由于原子核外电子由基态向激发态跃迁而以光的形式释放出能量
B．超快激光光谱技术可用于观测化学反应中原子的运动，有助于研究反应的机理
C．可尝试开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，从而实现我国芯片行业的弯道超车
D．硅光芯片的主要材料是硅和磷化铟(InP，具有和硅类似的晶体结构)，已知In属于第IIIA族元素，可据此推测磷化铟晶体中含配位键
12．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是
选项 目的 分离方法 原理
A 由海水(含NaCl)获得蒸馏水 蒸馏 水的沸点与NaCl的沸点不同
B 分离汽油和水 分液 汽油和水的密度不同
C 除去固体中混杂的KCl 蒸发结晶 KCl在水中的溶解度随温度变化不大
D 分离溶于水的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大
A．A B．B C．C D．D
二、多选题
13．某无色溶液中可能含有，且所有离子物质的量浓度相等。向该溶液中滴加少量氯水，溶液仍呈无色(已知碘溶于水呈黄褐色)。下列关于该溶液的判断正确的是
A．肯定不含
B．肯定不含
C．可能含有上述离子中的3种或5种
D．若含有，肯定同时含有
14．短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X的最高正化合价和最低负化合价之和等于0，Y的单质存在于火山喷口处，它的一种单质分子的结构如图所示，R位于第四周期且其d能级上的电子数比s能级上的电子总数多3。下列叙述正确的是
A．简单氢化物的稳定性：
B．X的最高价氧化物对应的水化物是强酸
C．分子中每个原子价层都达到8电子结构
D．加热条件下，单质R与单质Y反应的产物为RY
三、非选择题
15．实验室用铜和硫酸制取CuSO4有下列几种说法：
(1)甲学生进行了下列实验：取6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。他根据自己所学的化学知识，认为烧瓶中还有较多的硫酸剩余。他这样认为的理由是：_______。
(2)乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2Cu＋O22CuO；CuO＋H2SO4 → CuSO4＋H2O。对比甲的方案，乙同学的优点是_______。
16．某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检测，其中的三次检测结果如下表所示：
检测次数 溶液中检测出的溶质
第一次
第二次
第三次
(1)三次检测结果中第_________次的检测结果肯定不正确。
(2)在检测时，为了确定溶液中是否存在、和，该小组同学进行了如下实验，请你参与探究与分析。
实验步骤 实验操作 实验目的 实验现象 反应的离子方程式
第一步 向溶液中滴加过量的溶液 检验_________的存在 产生无色气泡 _________
第二步 继续滴加过量的_________溶液 检验的存在 产生白色沉淀
第三步 过滤，再向滤液中滴加_________溶液 检验_________的存在 产生白色沉淀 _________
17．I.通过海水晾晒可得粗盐，粗盐中除NaCl外，还含有、、以及泥沙等杂质，为了将粗盐有效提纯，实验的各步操作流程如下：
(1)在完成操作II之后，必须加入的物质y是_________(填名称)。
(2)试剂a由三种试剂构成，依次分别加入的顺序可以是_________、NaOH溶液、_________(将另外两种试剂补充完整)。
(3)某工厂用精制过的NaCl的溶液制备氯气，其化学原理为如下反应：。
①用单线桥表示电子转移情况_________；
②其中氧化剂是_________，氧化产物是_________。
II.某同学为探究Cl-、Br-、I-、S2-四种离子的还原性强弱，通过实验得知可发生下列反应：①；②；③。
(4)、、、四种离子的还原性由强到弱的顺序是_________。
(5)判断与能否反应？_________(填“否”或书写反应的离子方程式)
(6)判断与NaBr能否反应？_________(填“否”或书写反应的离子方程式)
18．化学对环境和人类生活都会带来影响。
(1)燃煤产生的二氧化硫在气溶胶表界面可被燃煤时产生的锰催化，快速生成硫酸盐加重空气中PM2.5污染。下列措施不能减少燃煤对大气造成污染的是_______。
①安装除尘脱氨脱硫设备 ②应用煤炭洗选加工技术 ③将煤炭气化转化为可燃性气体
④燃煤工厂烟囱加高 ⑤开发利用氢能、风能等清洁能源
(2)下列关于胶体的说法正确的是_______(填标号)。
a.胶体与溶液的本质区别是丁达尔现象
b.按照分散剂的不同可将胶体分为液溶胶、气溶胶和固溶胶
c.已知土壤胶体中的胶粒带负电，施用含氮总量相同的与，肥效相同
(3)明胶是水溶性蛋白质混合物，溶于水可形成胶体。由工业明胶制成的胶囊往往含有超标的重金属铬()，从而对人体造成伤害。已知是一种酸根离子，则属于_______(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)，含有原子的质量为_______。
(4)将少量混有的明胶胶体装入半透膜内浸入盛蒸馏水的烧杯中，证明能透过半透膜的实验操作是：取烧杯中的少量液体，向其中加入稀盐酸，再加入_______，若产生_______，则证明能透过半透膜。
参考答案：
1．B
【分析】X、Y、Z、W均为两种元素组成的常见化合物，Y为淡黄色固体，W为常见液体，甲为单质，乙为红棕色气体，则X为氨气、Y为过氧化钠、Z为一氧化氮、W为水、甲为氧气、乙为二氧化氮。
【详解】A．由常温下水为液态、氨气为气态可知，水的沸点高于氨气，故A正确；
B．过氧化钠是含有离子键和共价键的共价化合物，故B错误；
C．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，则用水洗涤再干燥能除去一氧化氮中混有的二氧化氮，故C正确；
D．生成乙的反应为一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，反应的化学方程式为，故D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．产生白色沉淀，随后变为红褐色，是氢氧化亚铁被空气中氧气氧化而变为氢氧化铁，故A不符合题意；
B．溶液变红，变红是氯水显酸性使石蕊变红，随后迅速褪色，是由于生成的次氯酸具有强氧化性，将石蕊氧化而褪色，故B不符合题意；
C．向CaCl2和氨水的混合液中通入CO2，反应生成碳酸钙和氯化铵，与氧化还原反应无关，故C符合题意；
D．产生无色气体，是铜和稀硝酸发生氧化还原反应生成NO，随后变为红棕色，是NO和氧气发生氧化还原反应生成二氧化氮，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
3．D
【详解】A．a为，为，将二者同时通入水中，可以生成或两种盐，A正确；
B．工业制取硫酸可以S为原料，先生成，再氧化成，最后制得硫酸，B正确；
C．d为、为，二者与反应可得到和，二者均属于强酸，C正确；
D．为，的浓溶液为浓硫酸，二者的反应可以为、、，产物不一定同时生成S和，D错误；
故选D。
4．D
【详解】A．氯水中存在HCl和HClO，酸性强弱顺序是HCl＞H2CO3＞HClO，HClO不与碳酸钡反应，因此碳酸钡无法检验HClO，故A错误；
B．SO2与H2S反应SO2+2H2S=3S+2H2O，二氧化硫中硫元素化合价降低，二氧化硫作氧化剂，故B错误；
C．NaOH与盐酸发生中和反应，该反应无现象，因此需要用酚酞作指示剂，故C错误；
D．碳酸钙与稀硝酸反应CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O，HNO3、H2CO3为N、C最高价氧化物的水化物，硝酸的酸性强于碳酸，因此N的非金属性强于C，故D正确；
答案为D。
5．C
【详解】A．稀硝酸与粉反应，首先生成，过量的铁将还原得到，滴入溶液不显红色，A项错误；
B．铝与浓硫酸反应，铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻碍反应进一步进行，B项错误；
C．浓氨水显碱性，用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，说明浓氨水呈碱性，C项正确；
D．检验溶液中的，应加入浓溶液，且需要加热，故无法确定原溶液中是否含有，D项错误；
故选C。
6．B
【详解】A．向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生的白色沉淀可能是硫酸钡、或氯化银，故无法验证溶液中是含SO，A错误；
B．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，产生的白烟是氯化铵，说明向溶液中加浓NaOH并加热时放出了氨气，故可用于验证溶液含NH，B正确；
C．将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，气体可能是二氧化硫、也可能是氯气等气体，故无法验证气体为SO2，C错误；
D．二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊，故无法验证气体为CO2，D错误；
答案选B。
7．C
【详解】A．若甲为H2S，则丁可以是O2，乙为S，丙为SO2，则，符合转化，A项正确；
B．甲为NaOH溶液，则丁是CO2，乙为Na2CO3，丙为NaHCO3，则，符合转化，B项正确；
C． 甲为Fe，则丁可能是盐酸，乙为FeCl2，不能发生乙到丙的转化，C项错误；
D．甲为SO2，则丁可能是NaOH溶液，则乙为NaHSO3，丙为Na2SO3，则，符合转化，D项正确；
答案选C。
8．B
【详解】A．铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮气体，生成污染性气体且氮元素利用率较低，A不符合题意；
B．铜和氧气生成氧化铜，氧化铜和硝酸生成硝酸铜和水，不生成污染性气体且氮元素利用率较高，B符合题意；
C．铜和稀硝酸生成硝酸铜和一氧化氮气体，生成污染性气体且氮元素利用率较低，，C不符合题意；
D．铜和浓硫酸生成硫酸铜和二氧化硫，硫酸铜和硝酸钡生成硫酸钡沉淀和硝酸铜；二氧化硫为污染性气体，D不符合题意；
故选B。
9．C
【详解】A．NH4Cl受热分解成NH3和HCl，NH3和HCl在试管口会重新化合成NH4Cl，不能制备NH3，A项不能达到实验目的；
B．CaCl2能与NH3结合成CaCl2 8NH3，不能用CaCl2干燥NH3，B项不能达到实验目的；
C．NH3与CuO发生反应2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O，观察到装置丙的玻璃管中固体由黑色变成红色、玻璃管右端有水珠凝结，说明NH3具有还原性，C项能达到实验目的；
D．NH3极易溶于水，装置丁会产生倒吸，D项不能达到实验目的；
答案选C。
10．C
【详解】A．浓盐酸与MnO2加热条件制取Cl2，该装置中少了酒精灯，A项不能达到实验目的；
B．制取的Cl2含有HCl，需要用饱和氯化钠洗气装置长进短处，该装置无法除杂的目的，B项不能达到实验目的；
C．氯气溶于水存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO，加入CaCO3消耗HCl使平衡正向HClO浓度增大，C项能达到实验目的；
D．最终得到浓的HClO中含有CaCO3固体，需要进行过滤除去，该装置错误，D项不能达到实验目的；
故选C。
11．A
【详解】A．原子核外电子由基态向激发态跃迁需要吸收能量，A错误；
B．超快激光光谱技术可用于观测化学反应中原子的运动，B正确；
C．碳与硅同主族，具有相似的结构，可尝试开发“碳基”芯片来替代硅基芯片，C正确；
D．由于InP具有和硅类似，而晶体硅有四个共价键，In属于第IIIA族元素，最外层只有三个电子，故由此推测磷化铟晶体中含配位键，D正确。
故答案为：A。
12．A
【详解】A．用蒸馏法从海水中获得蒸馏水，主要是利用水的沸点较NaCl低，故A正确；
B．用分液的方法分离汽油和水主要是因为汽油与水不相混溶，故B错误；
C．用重结晶的方法除去硝酸钾中的氯化钾杂质，利用的原理是两者的溶解度随温度变化差异较大，故C错误；
D．乙醇能与水互溶，不可用作分离溶于水的碘的萃取剂，故D错误。
综上所述，答案为A。
13．BC
【分析】某无色溶液，说明溶液中没有亚铁离子，加少量氯水，溶液仍呈无色，说明溶液中有亚硫酸根，说明溶液中没有氢离子。
【详解】A．由于加入少量氯水，氯水仅仅氧化亚硫酸根，因此不能确定是否存在，故A错误；
B．由于阳离子肯定没有亚铁离子、氢离子，还剩三种离子，都是带一个正电荷，溶液中存在亚硫酸根，所有离子物质的量浓度相等，因此若含有，则阳离子不够，溶液不呈电中性，故B正确；
C．一定含有，阳离子三种中的两种共3种或、和中一种共5种，故C正确；
D．若含有，则溶液中含有碘离子或，故D错误。
综上所述，答案为BC。
14．AC
【分析】X的最高正化合价和最低负化合价之和等于0，所以X为H元素或C元素；Y的单质存在于火山喷口处，所以Y为S元素；短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，所以Z为Cl元素；R位于第四周期且其d能级上的电子数比s能级上的电子总数多3，所以R为Cu元素。
【详解】A.非金属越强，对应简单氢化物的稳定性越强，所以HCl>H2S，故A正确；
B.由分析可知，X为H元素或C元素，H元素最高价氧化物对应的水化物是水，不是酸，C元素最高价氧化物对应的水化物是碳酸，是弱酸，故B错误；
C.有分析可知，分子S2Cl2分子的电子式为，所以该分子中每个原子价层都达到8电子结构，故C正确；
D.由分析可知，单质R与单质Y分别为Cu和S，加热条件下，单质Cu与单质S反应的产物为Cu2S，故D错误；
故选AC。
15．(1)随着反应进行，浓H2SO4浓度逐渐变小，不能再与Cu反应
(2)制取同量的CuSO4，乙消耗的硫酸更少，并且不产生污染气体SO2
【详解】（1）铜片和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸加热反应，随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐减小，变为稀硫酸，在金属活动性顺序里，铜位于氢之后，铜与稀硫酸不反应，故还有较多硫酸剩余，故答案为：随着反应进行，浓H2SO4浓度逐渐变小，不能再与Cu反应；
（2）制取同样质量的硫酸铜，甲法案中硫酸一部分被还原生成SO2，一部分生成硫酸铜，乙消耗的硫酸少，且乙的实验方案无污染气体二氧化硫产性，比较环保，故答案为：制取同量的CuSO4，乙消耗的硫酸更少，并且不产生污染气体SO2；
16．(1)二
(2)
【详解】（1）第二次检测中Ba2+和CO会反应生成BaCO3沉淀，检测结果肯定不正确；
（2）向溶液中滴加过量的溶液，与之反应的只有CO，离子方程式为；检验的存在，根据离子方程式，可知加入的是钡盐，要求不能影响后面的Cl-检验，可以加入Ba(NO3)2溶液；最后检测Cl-，加入AgNO3，产生白色沉淀，发生的离子反应为Ag++Cl-=AgCl↓。
17．(1)盐酸
(2) 溶液 溶液
(3) 水 氯气
(4)
(5)
(6)否
【分析】粗盐溶于水，过滤除去泥沙等难溶性杂质，所得溶液中依次加过量BaCl2除、加过量NaOH除、加过量Na2CO3除、BaCl2，过滤，滤液中加盐酸除去Na2CO3、NaOH，得NaCl溶液，蒸发结晶得纯净的NaCl。
【详解】（1）在完成操作II之后，溶液B中含有杂质Na2CO3、NaOH，必须加入盐酸除去Na2CO3、NaOH，所以y是盐酸；
（2）试剂a由三种试剂构成，依次加过量BaCl2除、加过量NaOH除、加过量Na2CO3除、BaCl2。
（3）①NaCl中Cl元素化合价由-1升高为0，H2O中H元素化合价由+1降低为0，用单线桥表示电子转移情况为；
②H2O中H元素化合价降低，H2O是氧化剂，NaCl中Cl元素化合价由-1升高为0发生氧化反应，氧化产物是Cl2。
（4）①反应中是还原剂、是还原产物，还原性>；②反应中I-是还原剂、是还原产物，还原性<；③反应中S2-是还原剂、I-是还原产物，还原性<，所以、、、四种离子的还原性由强到弱的顺序是；
（5）还原性，所以与能反应生成氯化钠和S沉淀，反应的离子方程式为；
（6）还原性<，所以与NaBr不能反应。
18．(1)④
(2)b
(3) 盐 56
(4) BaCl2溶液 白色沉淀
【详解】（1）①安装除尘脱氨脱硫设备，可减少二氧化硫、氮氧化物的排放，能减少燃煤对大气造成的污染，①正确；
②应用煤炭洗选加工技术，可减少污染气体的产生，减少燃煤对大气造成的污染，②正确；
③将煤炭气化转化为可燃性气体，可燃性气体燃烧产物不污染大气，③正确；
④燃煤工厂烟囱加高，并不能减少污染气体的排放，④错误；
⑤开发利用氢能、风能等清洁能源，减少了污染气体的排放，⑤正确；
故答案选④；
（2）a．胶体与溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同，a错误；
b．按照分散剂的不同可将胶体分为液溶胶、气溶胶和固溶胶，b正确；
c．土壤胶体中胶粒带负电，铵根离子带正电能吸附在土壤胶粒表面，而硝酸根离子带负电，难以吸附在土壤胶粒表面，两者肥效不同，c错误；
故答案选b；
（3）属于盐，含有1molO原子的物质的量为0.25mol，则其质量为0.25mol×(56+52×2+16×4)=56g；
（4）证明Na2SO4能透过半透膜，即只要证明烧杯中的液体中有硫酸根离子即可，向其中加入稀盐酸后再加入BaCl2，若产生白色沉淀，说明液体中有硫酸根离子，则证明Na2SO4能透过半透膜。