第五章《化工生产中的重要非金属元素》练习（含解析）2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章《化工生产中的重要非金属元素》练习
一、单选题
1．下列事实能证明一水合氨是弱碱的是
A．少量氨水能跟氯化铝溶液反应生成氢氧化铝
B．氨水能使紫色石蕊试液变蓝
C．0.1mol/L氨水的pH约为11
D．一水合氨可以发生分解反应
2．化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是
A．单晶硅可用于制造光导纤维
B．液氨汽化吸收大量的热，可用作制冷剂
C．冬奥会的火炬外壳使用了新型有机非金属材料——碳纤维复合材料
D．二氧化硫具有漂白性，可用于大量漂白银耳
3．类推是学习化学的一种重要方法，下列类推正确的是
A．常温下，可用玻璃瓶盛装盐酸，所以也可用玻璃瓶盛装氢氟酸
B．锌在常温下以固态的形式存在，所以金属在常温下均以固态的形式存在
C．铁投入硫酸铜溶液中可置换出铜，所以钠投入硫酸铜溶液中也可置换出铜
D．点燃氢气之前要验纯，所以点燃可燃性气体之前都要验纯
4．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是
选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象
A 稀盐酸 碳酸钠、氢氧化钠混合液 立即产生气泡
B 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生气体
C 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液(过量) 产生大量白色沉淀
D 氯水 氯化亚铁溶液和硫氰化钾溶液 溶液变血红色
A．A B．B C．C D．D
5．通入足量稀溶液中，溶液由棕色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入溶液，会产生白色沉淀，针对上述一系列变化过程中，下列说法中不正确的是
A．上述过程中，最终被还原的是
B．从上述过程中可以得出结论，氧化性：稀
C．上述过程中，会产生一种无色无味的难溶于水的气体
D．若通入的完全反应，则同温同压下，和逸出气体的体积为3:2
6．下列说法正确的是 (　　)
A．FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板
B．高炉炼铁的主要反应原理是碳在高温下直接将氧化铁还原成铁
C．SO2气体可使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的漂白性
D．二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，都能与水反应生成相应的酸
7．将铜粉置于稀H2SO4中，加热后无明显现象，但加入一种盐后，铜粉质量减少，而且溶液变蓝，则此盐可能是
A．KNO3 B．Na2SO4 C．NaCl D．K2CO3
8．下列反应中，硝酸只表现氧化性的是
A．与反应生成、、
B．与铜反应生成、和
C．与氧化铜反应生成和
D．与S单质混合共热生成、和
9．化学与生活密切相关。下列有关玻璃的叙述正确的是（ ）
A．含溴化银的变色玻璃，变色原因与太阳光的强度和生成银的多少有关
B．玻璃化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
C．钢化玻璃、石英玻璃及有机玻璃都属于无机非金属材料
D．普通玻璃的主要成分可表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明玻璃为纯净物
10．下列不能与SO3反应的是：（ ）
A．CO2 B．CaO C．H2O D．Ca（OH）2
11．假期，小明随父母外出旅游，不仅饱览了祖国美丽的大好河山，而且经质了收获满满的化学之旅。小明参观了举世瞩目的北京大兴国际机场，该机场建设时应用了许多先进技术，其中之一是“重载水泥混凝土铺面技术”。下列原料可用于制造普通水泥的是
A．胆矾 B．纯碱 C．石膏 D．小苏打
12．某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反应(已知被还原为NO)，最终溶液体积为1L。下列说法正确的是
A．所得溶液中c()=2.75 mol·L-1
B．所得溶液中c(Fe2＋)：c(Fe3＋)=1：2
C．反应后生成NO的体积为33.6 L(标准状况下)
D．所得溶液中的溶质只有FeSO4
二、填空题
13．回答下列问题
(1)分离豆浆和豆渣常用的实验方法为___________。
(2)已知R是一种金属，75.5gR(NO3)3中含有个硝酸根离子，则该硝酸盐的摩尔质量为___________g/mol。
(3)在80g密度为dg/cm3的硫酸铁溶液中，含有2.8gFe3+，则此溶液中SO的物质的量浓度为___________mol/L。
(4)在水溶液中的电离方程式为___________。
(5)二氧化硅(SiO2)是酸性氧化物，写出其与NaOH溶液反应的化学方程式：___________。
14．精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯纤维的重要化工原料。生产过程产生的氧化残渣主要含有苯甲酸、对苯二甲酸、钴锰催化剂等。采用以下工艺流程可实现PTA残渣中有效成分苯甲酸和Co2+、Mn2+的回收与纯化，达到废物再利用的目的。
操作I的方法是___________；实验室进行操作II主要用的玻璃仪器有___________
15．碳酸钠是一种重要的无机化工原料，以“侯氏制碱法”为原理，实验室中用碳酸氢铵和粗盐(含有MgCl2、CaCl2)制备碳酸钠如图所示。
已知：Ksp(CaCO3)=2.8×10-9，Ksp(MgCO3)=6.8×10-6，Ksp[Ca(OH)2]=4.7×10-6，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12
向母液中加入研细的NaCl粉末可以制得NH4Cl晶体，为使NH4Cl晶体充分析出并分离，根据溶解度曲线，需采用的操作为___________、___________、洗涤、干燥。
16．含硫化合物的种类很多，现有H2SO4、H2SO3、SO2、Na2SO3、BaSO4、CuSO4、Na2SO4这7种常见的含硫化合物。回答下列问题：
(1)H2SO3转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式，并标明电子转移的方向和数目：_______________________________________。
(2)常温下，将铁棒置于浓硫酸中，无明显现象，课本上解释为发生了钝化，但有人认为未发生反应。为验证此过程，某同学经过思考，设计了如下实验：将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中，若铁棒表面_______________________，则发生了钝化；若铁棒表面____________________，则未发生反应。
(3)用Na2SO3吸收法是治理SO2污染的一种方法，其原理为(用化学方程式表示)： _______________________________________________________________。
(4)减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2，该反应的化学方程式：______________________。
17．工业上生产玻璃的原料是___________ 、_____________ 、_______________；有关的反应原理有：__________________________________、_________________________________。
18．浓硫酸具有A．强酸性，B．强氧化性，C．高沸点、难挥发性，D．脱水性，E．吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将【答案】的字母分别填入横线上。
(1)用NaCl固体和浓硫酸在加热条件下制氯化氢气体_____
(2)用磷矿物[主要成分是Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸_____
(3)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体_____
(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸_____
(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末_____
(6)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体_____
(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑_____
19．胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁()等化合物。
1)三硅酸镁的氧化物形式为_______，某元素与镁元素不同周期但在相邻一族，且性质和镁元素十分相似，该元素原子核外电子排布式为_______。
2)铝元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能级的电子。
3)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径____(填“大”或“小”)，该元素与铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为：______
4)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料， 其原因是______。
a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水
b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物
d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】证明氨水是弱碱，说明一水合氨为弱电解质，在水溶液里部分电离，溶液中存在电离平衡，根据一水合氨的电离程度划分强弱电解质。
【详解】A．氨水与氯化铝溶液反应生成氢氧化铝，说明氨水具有碱性，不能说明一水合氨部分电离，故A错误；
B. 氨水能使紫色石蕊试液变蓝，说明一水合氨在水溶液里电离出氢氧根离子而使其溶液呈碱性，不能说明一水合氨的电离程度，所以不能证明氨水是弱碱，故B错误；
C. 0.1mol/L氨水的pH约为11，氨水为弱碱，没有全部电离，故C正确；
D. 一水合氨可以发生分解反应，说明其不稳定，不能说明一水合氨电离程度，故D错误；
故选C。
【点睛】本题考查了强弱电解质的判断，根据电解质的电离程度确定强弱，电解质强弱与溶液的酸碱性、稳定性无关。
2．B
【详解】A．硅可用于制造计算机芯片，二氧化硅制造光纤，A错误；
B．氨气易液化、液氨汽化吸收大量的热，故液氨可用作制冷剂，B正确；
C．碳纤维复合材料是新型无机非金属材料，C错误；
D．食品中添加适量的二氧化硫，可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但不可大量用于漂白银耳，D错误；
故选B。
3．D
【详解】A．氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应，能腐蚀玻璃，则不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，A错误；
B．大多数金属在常温下以固体形式存在，但金属汞常温下为液态，B错误；
C．钠投入硫酸铜溶液中，钠首先与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，不能置换出铜，C错误；
D．点燃不纯的可燃性气体会发生爆炸，因此点燃可燃性气体之前都要验纯，D正确；
答案选D。
4．D
【详解】A.将稀盐酸滴入碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液中，盐酸先和氢氧化钠发生中和反应，故开始时没有明显现象，A不符题意；
B.将浓硝酸滴到用砂纸打磨过的铝条上，常温下，铝在浓硝酸中发生钝化，所以没有明显现象，B不符题意；
C.氯化铝溶液滴入过量的浓氢氧化钠溶液中，发生反应：Al3++3OH-=Al(OH)3，Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O，先产生白色沉淀，后沉淀溶解，C不符题意；
D.氯水滴到氯化亚铁和硫氰化钾混合溶液中，氯水具有强氧化性，可以把Fe2+氧化为Fe3+：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，Fe3+遇到SCN-会生成血红色的Fe(SCN)3，溶液变血红色，D符合题意；
答案选D。
5．B
【分析】SO2通入足量稀溶液中，根据溶液由棕色变为浅绿色，则Fe3+与SO2发生氧化还原化生成SO42-和Fe2+，该过程中发生反应SO2+ 2Fe3++2H2O = SO42-+ 2Fe2+-+ 4H+；立即又变为棕黄色，NO3-(H+)具有强氧化性使Fe2+转化为Fe3+，自身转化为一氧化氮气体，发生反应NO3-+ 3Fe2+-+ 4H+=3Fe3+ NO↑+2H2O，滴入溶液，会产生白色沉淀，SO42-证明未参与反应。故最终NO3-被还原。
【详解】A.由分析可知，最终NO3-被还原，SO2被氧化，A项错误；
B.由分析可知，且根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则氧化性：HNO3＞Fe3+＞稀H2SO4，B项正确；
C.硝酸根离子在酸性环境下被还原为NO，无色无味的难溶于水，C项错误；
D.最终NO3-被还原，SO2被氧化，根据化合价升价守恒，↑2×n（SO2）=↓3×n（NO），n（SO2）：n（NO）=3:2，同温同压下，体积比也为3:2，D项错误；
答案选B。
6．A
【分析】A. FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2；
B. 高炉炼铁的主要反应原理是CO在高温下与氧化铁反应生成铁；
C. SO2气体可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色；
D. 二氧化硅不与水反应。
【详解】A. FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，可用于蚀刻印刷电路板，A项正确；
B. 高炉炼铁的主要反应原理是CO在高温下与氧化铁反应生成铁，用到的还原剂不是碳，B项错误；
C. SO2气体可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使其褪色，与SO2的漂白性无关，C项错误；
D. 二氧化硅是酸性氧化物，但不与水反应，D项错误；
答案选A。
7．A
【详解】由离子方程式：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O可知，加入的此盐是硝酸钾，其余Na2SO4与Cu不反应，NaCl与Cu不反应，且Cu与HCl也不反应，K2CO3与Cu不反应，故答案为：A。
8．D
【详解】A．硝酸与Na2CO3反应生成NaNO3、CO2、H2O，只体现了硝酸的酸性，A错误；
B．硝酸与铜反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O，其中一部分硝酸中N原子得电子生成NO体现氧化性，一部分硝酸中元素化合价未发生变化生成Cu(NO3)2体现了酸性，B错误；
C．硝酸与氧化铜反应生成Cu(NO3)2和H2O，只表现出硝酸的酸性，C错误；
D．硝酸与S单质混合共热生成H2SO4、NO2和H2O，硝酸中N原子得电子只表现出氧化性，D正确；
故答案选D。
9．A
【详解】A．在光照条件下，AgBr发生分解生成Ag和Br2，光的强度越大，分解的程度越大，生成Ag越多，玻璃的颜色越暗，当太阳光弱时，在CuO的催化作用下，Ag和Br2发生反应生成AgBr，玻璃颜色变亮，A正确；
B．玻璃虽然化学性质稳定，但可被氢氟酸、NaOH侵蚀，B错误；
C．有机玻璃属于有机高分子材料，C错误；
D．Na2O·CaO·6SiO2只是普通玻璃的一种表示形式，它仍是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的混合物，D错误；
故选A。
10．A
【详解】A、CO2与SO3不能发生反应，选项A选；
B、CaO与SO3发生反应生成硫酸钙，选项B不选；
C、H2O与SO3发生反应生成硫酸，选项C不选；
D、Ca(OH)2与SO3发生反应生成硫酸钙和水，选项D不选；
答案选A。
11．C
【详解】生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥，故答案为C。
12．A
【分析】铁与稀硝酸完全反应生成硝酸铁的离子方程式Fe+4H+ +=Fe3+ +NO↑+2H2O，铁与稀硝酸完全反应生成硝酸亚铁的离子方程式3Fe+8H+ +2=3Fe2+ +2NO↑+4H2O，若1.5 mol铁完全反应生成铁离子，反应消耗硝酸根离子为1.5mol，氢离子为1.5 mol×4=6mol，若1.5 mol铁完全反应生成亚铁离子，反应消耗硝酸根离子为1.5mol×2=3mol，氢离子为1.5 mol×=4mol，由题意可知，溶液中硝酸根离子为4mol、氢离子为5mol可知，1.5 mol铁完全反应，反应中硝酸根离子过量，氢离子不足，反应后溶液中含有铁离子、亚铁离子、硝酸根离子和硫酸根离子，设铁离子为xmol，由反应方程式可得：4x+(1.5—x)×=5，解得，x=，则溶液中含有mol铁离子和mol亚铁离子，硫酸根离子为2.5mol，硝酸根离子为4mol—（mol+mol×）=2.75mol，钾离子为4mol。
【详解】A．由分析可知，反应后溶液中c()==2.75mol/L，故A正确；
B．由分析可知，所得溶液中c(Fe2＋)：c(Fe3＋)= n(Fe2＋)：n(Fe3＋)= mol：mol =1：1，故B错误；
C．由分析可知，溶液中硝酸根离子为2.75mol ，由氮原子个数守恒可知，标准状况下，一氧化氮的体积为(4—2.75)mol×22.4L/mol=28L，故C错误；
D．由分析可知，反应所得溶液中含有铁离子、亚铁离子、钾离子、硫酸根离子和硝酸根离子，则所得溶液中的溶质不可能只含有硫酸亚铁，故D错误；
故选A。
13．(1)过滤
(2)151
(3)
(4)NH4HCO3=NH +HCO
(5)SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
【解析】（1）
豆浆为胶体，可透过滤纸，豆渣粒子直径较大，不能透过滤纸，可用过滤的方法分离，
（2）
个硝酸根离子的物质的量，则R(NO3)3的物质的量为0.5mol，该硝酸盐的摩尔质量为；
（3）
2.8gFe3+的物质的量，硫酸铁的物质的量为0.025mol，则SO的物质的量为0.025mol×3=0.075mol，溶液的体积为，SO的物质的量浓度为 mol/L；
（4）
为可溶性盐，在水溶液中完全电离，电离方程式为NH4HCO3=NH +HCO；
（5）
SiO2是酸性氧化物，与NaOH溶液反应生成正盐硅酸钠和水，反应的化学方程式：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。
14． 过滤 分液漏斗、烧杯
【详解】操作I得到滤液和残渣，操作I的方法是过滤；操作Ⅱ得到是液相和邮箱，因此操作Ⅱ是分液，分液主要用的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；故答案为过滤；分液漏斗、烧杯。
15． 降温结晶 过滤
【分析】根据分离物质的特点选择不同的方法进行分离；
【详解】根据溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度随着温度的升高而增大，NaCl的溶解度随温度变化不明显，所以采取降温结晶的方式得到晶体，然后过滤分离，答案为降温结晶，过滤；
【点睛】此题考查物质的分离提纯，注意物质间性质上的区别。
16． ===2H2SO4 无红色物质析出 有红色物质析出 Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 SO2＋2COS＋2CO2
【详解】(1)亚硫酸被氧化生成硫酸，根据电子转移守恒配平，标出电子电子转移数目与方向如： =2H2SO4 ； (2)钝化是在金属表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部进行反应，若发生钝化，则氧化膜保护铁，不能和硫酸铜发生置换反应，即铁表面无红色物质析出，若不钝化，则铁表面有红色物质析出；(3) 亚硫酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，反应方程式为：Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3 (4) 用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去，一氧化碳生成二氧化碳，反应方程式为：SO2＋2COS＋2CO2。
17． 纯碱 石灰石 石英 SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
【分析】在工业上以石灰石、纯碱、二氧化硅为原料，在高温下发生反应产生硅酸钠、硅酸钙、同时还有过量的二氧化硅即为玻璃的成分。
【详解】在工业上以石灰石、纯碱、二氧化硅为原料，在电阻炉中在高温下发生反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，反应产生硅酸钠、硅酸钙及过量的二氧化硅混合，熔融就得到普通玻璃。
【点睛】本题考查了制取玻璃的原料、反应原理的化学方程式表示的知识，是有关建筑材料玻璃的制取的有关知识。
18． C A E B E B AD
【详解】(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发；
(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸；
(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气；
(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应；
(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末；
(6)浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性；
(7)浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。
19． 2MgO.3SiO2.nH2O 1s22s1 13 5 大 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O d
【详解】1）根据胃舒平中三硅酸镁的化学式和书写方法，表示为：MgO·3SiO2·nH2O。与镁元素在不同周期但相邻一族的元素，其符合对角线规则，故其是Li，其核外电子排布为：1s22s1；
答案：MgO·3SiO2·nH2O；1s22s1
2）铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种；有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级；
答案：13；5
3）与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；
答案：大；Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O；
4）分析三种氧化物，可知三者都具有很高的熔点，一般条件下不熔融，所以可以作耐火材料；
答案：d。
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