第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元复习 （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 单元复习
一、单选题
1．下列反应的离子方程式正确的是
A．加入到足量的中：
B．少量澄清石灰水与足量：
C．过量铁粉加入稀硝酸：
D．水中通入氯气：
2．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
3．下列操作不能用于检验NH3的是
A．气体使湿润的酚酞试纸变红 B．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．气体与浓H2SO4生成铵盐 D．气体与浓盐酸产生铵盐
4．食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、杀菌、防腐和抗氧化等作用，但使用不当会对人体产生不利影响。银耳本身为淡黄色，某地出产一种雪耳，颜色洁白如雪，其制作过程如下：将银耳堆放在密封状况良好的塑料棚内，在棚的一端支一口锅，锅内放硫黄，加热使硫黄熔化并燃烧，两天左右雪耳就制成了。雪耳炖不烂，且对人体有害，非法制作雪耳利用的是
A．硫的还原剂 B．二氧化硫的漂白性 C．二氧化硫的还原性 D．硫的漂白性
5．将n mol K2SO3和m mol Na2S溶于水，用稀硫酸酸化后，若生成物分别是：①SO2和S ②H2S和S ③只有S，则n与m之比值从(Ⅰ)1∶2，(Ⅱ)大于1∶2；(Ⅲ)小于1∶2中选出符合上述情况的组合是
A．(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ) B．(Ⅱ)(Ⅰ)(Ⅲ) C．(Ⅲ)(Ⅱ)(Ⅰ) D．(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅰ)
6．下列关系图中，A 是一种正盐，B 是气态氢化物，C 是单质，F 是强酸。当 X 无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去)，当 X 是强碱时，过量的 B 跟 Cl2 反应除生成 C 外，另一产物是盐酸盐。下列说法中不正确的是
A．当 X 是强酸时，A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素，F 可能是 H2SO4
B．当 X 是强碱时，A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素，F 是 HNO3
C．当 X 是强酸时，用 O2 代替 Cl2， 也能与 B 反应生成 C 物质
D．当 X 是强酸时，C 在常温下是一种易溶于酒精的固体
7．下列实验操作和现象得出的实验结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 将通入滴有酚酞的NaOH溶液的试管中 溶液红色褪去 有漂白性
B 常温下，将铁片、铜片分别插入浓硝酸中 铁无明显变化、铜片剧烈反应 金属活动性：
C 取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口 试纸变蓝 溶液中含有
D 取少量待测液于试管中，滴加几滴溶液 产生白色沉淀 溶液中含有
A．A B．B C．C D．D
8．化学与人类生产、生活及社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是
A．春晚直播间高清摄像头镜片的主要成分是单质硅
B．嫦娥五号采样返回器带回的月壤含有，该物质属于三种氧化物的混合物
C．在葡萄酒酿制过程中，添加适量二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化的作用
D．“超轻海绵”使用的石墨烯是一种含碳化合物
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．劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 烹任时加入少许料酒和白醋增香提味 乙醇和乙酸生成的乙酸乙酯有香味
B 用含NaOH和铝粉的疏通剂疏通厨卫管道 NaOH有强碱性，与铝粉反应放出大量气体
C 烘焙面包使用小苏打做膨松剂 受热分解产生
D 用氢氯酸雕刻石英制作艺术品 石英的主要成分是酸性氧化物
A．A B．B C．C D．D
11．下列“实验结论或解释”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项 实验操作及现象 实验结论或解释
A 用玻璃棒蘸取氯水滴到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红后褪色 氯水中含有酸性物质和漂白性物质
B 向某溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色 该溶液中一定含有
C 向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成 该溶液中一定含有
D 向氨水中滴加酚酞溶液，溶液变为红色 氨水具有碱性
A．A B．B C．C D．D
12．关于硅及其化合物的叙述中，错误的是
A．硅是良好的半导体材料
B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑
C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CSi+2CO↑
D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
13．短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X元素最外层电子数是内层电子数的2倍，Y元素是地壳中含量最多的金属元素，常温下金属Y能溶于Z的最高价氧化物对应水化物的稀溶液，而不溶于其浓溶液。下列说法不正确的是
A．X是形成化合物种类最多的元素 B．Y的最高价氧化物属于两性氧化物
C．原子半径： D．实验室可用清洗装有硫磺的试管
14．“价-类”二维图是学习元素化合物的工具，a～g分别表示不同价态的氮元素所对应的物质，其关系如图所示。下列说法正确的是

A．f属于强电解质
B．g受热分解一定能得到a
C．用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近a，产生白烟
D．浓的e溶液保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处
二、非选择题
15．重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到固体。冷却到 (填字母)得到的固体产品最多。
a. b. c. d.
步骤⑤的反应类型是 。
16．回答下列问题：
(1)的溶解度曲线如图所示。由溶液得到晶体的方法为 。
(2)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到和。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。
从过滤所得的滤液中获得较高纯度的操作是：控制温度在之间蒸发结晶、 ，使固体与溶液分离， 、真空干燥。
(3)已知的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤的原因是 。
17．某同学设计下图所示装置，用粗铁粒与189g·L－1硝酸反应制取NO气体。
完全反应后，A装置烧杯里含铁的价态可能是 。
现有仪器和药品：试管和胶头滴管，0.1mol·L－1KSCN溶液、0.1mol·L－1KI溶液、0.2mol·L－1酸性KMnO4溶液、氯水等。
请你设计一个简单实验，探究上述判断，填写下列实验报告：
实验步骤 操作 现象与结论
第一步 取少量溶液装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液
第二步 若溶液紫色退去，则说明含有Fe2+，若无明显变化，则说明不含Fe2+
18．高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
(1)工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为 。当有参与反应时，该反应转移的电子数是 。
(2)还原炉中发生的化学反应方程式为： 。
(3)上述工艺生产中循环使用的物质除、外，还有 。
(4)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为 。
(5)工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式： 。
(6)关于硅及其相关化合物的叙述正确的是 。
A．自然界中存在天然游离的硅单质
B．已知C与的最高正价都是正四价，由于，用类比法得知，
C． 用氧化物形式表示为
D．硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料
E. 既能和溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
F. 玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品
19．NaClO2 是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等。其一种生产工艺如图：
(1)写出“反应”步骤中生成ClO2 的化学方程式：
(2)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。写出“尾气吸收”的化学方程式：
参考答案：
1．B
【详解】A．过氧化钠加水中过氧化钠做氧化剂和还原剂，反应的离子方程式为，A错误；
B．氢氧化钙和碳酸氢钙反应生成碳酸钙和水，反应的离子方程式为，B正确；
C．过量的铁和硝酸反应生成硝酸亚铁，离子方程式为：，C错误；
D．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸不能拆成离子形式，离子方程式为：，D错误；
故选B。
2．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。
3．C
【详解】A．氨气的水溶液呈碱性，能使酚酞变红，因此氨气能使湿润的酚酞试纸变红，故A不符合题意；
B．氨气的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B不符合题意；
C．氨气与浓H2SO4生成铵盐，但没有现象，无法验证是氨气，故C符合题意；
D．氨气与浓盐酸产生铵盐，生成白烟，能检验氨气，故D不符合题意；
综上所述，答案为C。
4．B
【详解】加热使硫黄熔化并燃烧，说明硫和氧气反应生成二氧化硫，两天左右雪耳就制成了，雪耳炖不烂，且对人体有害，制作雪耳利用二氧化硫具有漂白性，二氧化硫不能对食品进行漂白，有毒，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
5．D
【分析】K2SO3、Na2S溶于水，用稀硫酸酸化，发生离子反应+2S2-+6H+=3S↓+3H2O，n与m之比值为1∶2。若K2SO3过量，再发生反应+2H+=SO2↑+H2O，n与m之比值大于1∶2；若Na2S过量，再发生反应S2-+2H+=H2S↑，n与m之比值小于1∶2。
【详解】将n mol K2SO3和m mol Na2S溶于水，用稀硫酸酸化后，若生成物分别是：
①SO2和S，由分析可知，K2SO3过量，n与m之比值大于1∶2；
②H2S和S，由分析可知，Na2S过量，n与m之比值小于1∶2；
③只有S，K2SO3、Na2S刚好完全反应，n与m之比值等于1∶2；
依据以上分析，符合上述情况的组合是(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅰ)，故选D。
6．D
【分析】根据题意，A既可以和强酸反应，又可以和强碱反应，且是一种正盐，当 X 无论是强酸还是强碱时，都能生成气态氢化物，符合条件的物质只能是硫化铵，A是(NH4)2S，硫化铵和强碱反应生成氨气，则B是氨气，C是氮气，D是NO，E是NO2，F是HNO3，硫化铵和强酸反应生成H2S，B是H2S，H2S和氯气反应生成S，即C是单质S，则D是SO2，E是SO3，F是H2SO4。
【详解】A．当 X 是强酸时，A是(NH4)2S，B是H2S，C是单质S，D是SO2，E是SO3，F是H2SO4，A正确；
B．当 X 是强碱时，A是(NH4)2S，B是氨气，C是氮气，D是NO，E是NO2，F是HNO3，B正确；
C．用 O2代替 Cl2，硫化氢和氯气反应生成S和HCl，氨气和过量氯气反应生成氮气和氯化铵，一定是氧化还原反应，C正确；
D． 当 X 是强酸时，B只能为硫化氢，则C为硫，是固体，微溶于酒精，D错误；
故答案选D。
7．C
【详解】A．SO2能与NaOH反应生成Na2SO3，从而使滴有酚酞的溶液碱性减弱或变为中性，因此溶液红色褪去，说明SO2具有酸性氧化物的通性而不能体现其漂白性，A错误；
B．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铜能与浓硝酸反应，但是金属活动性Fe>Cu，B错误；
C．取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，将一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明产生了氨气，溶液中含有铵根离子，C正确；
D．取少量待测液于试管中，滴加几滴BaCl2溶液，生成白色沉淀，该白色沉淀可能为BaCO3，溶液中不一定含有硫酸根离子，D错误；
故答案选C。
8．C
【详解】A．二氧化硅具有良好的导光性，可用作制造高清摄像头镜片，单质硅不具有此性质，A错误；
B．月壤含有，该物质属于硅酸盐不是氧化物，B错误；
C．二氧化硫具有还原性，能起到抗氧化的作用，同时二氧化硫能使蛋白质变性，有杀菌作用，C正确；
D．石墨烯为C的单质不是含碳化合物，D错误；
故答案选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．D
【详解】A．乙醇和乙酸在加热条件下反应可生成乙酸乙酯，乙酸乙酯有香味，A项有关联；
B．氢氧化钠和铝粉混合可以作为管道疏通剂使用，铝和氢氧化钠遇水反应生成气体，且放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等腐蚀，便于疏通，B项有关联；
C．受热分解产生，使面包变疏松，C项有关联；
D．氢氟酸雕刻石英的原因是，与是一种气体，促进反应进行，与是酸性氧化物无关，D项没有关联；
故选D。
11．C
【详解】A．用玻璃棒蘸取氯水滴到蓝色石蕊试纸上，氯水中含有盐酸和次氯酸，盐酸使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸具有漂白性，次氯酸使石蕊试纸褪色，故A正确；
B．遇KSCN溶液变红，向某溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，该溶液中一定含有，故B正确；
C．向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀可能是硫酸钡或碳酸钡或氯化银，所以该溶液中含有或或Ag+，故C错误；
D．向氨水中滴加酚酞溶液，溶液变为红色，，说明氨水具有碱性，故D正确；
选C。
12．D
【详解】A．Si元素处于金属与非金属交界区，硅元素单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A正确；
B．二氧化硅能与石灰石在高温下反应产生CaSiO3和CO2，反应方程式为：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，B正确；
C．焦炭与二氧化硅高温下反应产生Si单质和CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，C正确；
D．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2， D错误；
故答案为D。
13．C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X元素最外层电子数是电子层数的2倍，则X为C，Y元素是地壳中含量最多的金属元素，Y能溶于Z的最高价氧化物对应水化物的稀溶液，而不溶于其浓溶液，则Y为Al，Z为S。
【详解】A．有机化合物数量庞大、种类繁多，X(C)是形成化合物种类最多的元素，A正确；
B．Y(Al)的最高价氧化物是Al2O3，既能与酸反应生成铝盐和水，又能与碱反应生成偏铝酸盐和水，属于两性氧化物，故B正确；
C．同周期从左到右元素原子半径递减，同主族时，核电荷数越大，原子半径越大，原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(C)，C错误；
D．硫难溶于水、易溶于二硫化碳，实验室可用XZ2即二硫化碳清洗装有硫磺的试管，D正确；
答案选C。
14．D
【分析】由图可知，a为-3价的氢化物，即NH3，b为N2，c为+2价的氧化物，即NO，d为+4价的氧化物，即NO2或N2O4，e为+5价的含氧酸，即HNO3，f为-3价的碱，即NH3 H2O，g为-3价的盐，即铵盐，据此分析作答。
【详解】A．根据分析可知，f为NH3 H2O，属于弱碱弱电解质，故A错误；
B．铵盐受热分解不一定得到a，可能得到氮的氧化物，如硝酸铵在不同温度的分解，故B错误；
C．根据分析可知，浓硫酸不易挥发，故用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近NH3，不会产生白烟，故C错误；
D．根据分析可知，a为HNO3，浓硝酸见光易分解，故应保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处，故D正确；
故选：D。
15． d 复分解反应
【详解】由图示信息可知温度在10℃左右时的溶解度较低，此时结晶出的纯度较高，因此冷却温度选d；步骤⑤中与KCl发生反应生成和NaCl，属于复分解反应，故答案为：d；复分解反应。
16．(1)蒸发浓缩、降温结晶
(2) 趁热过滤 用的蒸馏水洗涤2~3次
(3)防止因温度降低，晶体析出
【详解】（1）由溶解度曲线可知在常温下的溶解度较小，故由溶液得到晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶；
（2）据溶解度曲线图，要从过滤所得溶液中获得较高纯度的晶体，应在之间进行蒸发结晶、趁热过滤，再用的蒸馏水洗涤晶体2~3次，最后真空干燥；
（3）由的溶解度曲线可以知道，随温度的升高，的溶解度增大，所以趁热过滤，防止温度降低，晶体析出。
17． +2价或+3价或+2价和+3价 若溶液变血红色，说明含Fe3+，若溶液无明显变化，说明不含Fe3+ 取少量溶液装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液
【详解】铁相对于硝酸过量时，产物只有亚铁离子，亚铁离子具有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色，若铁相对于硝酸不足时，产物只有三价铁离子，三价铁离子遇KSCN溶液显红色，有可能铁的两种价态均存在；
完全反应后，A装置烧杯里含铁的价态可能是+2价或+3价或+2价和+3价；
第一步：取少量溶液装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，说明含Fe3+，若溶液无明显变化，说明不含Fe3+；
第二步：取少量溶液装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液，若溶液紫色退去，则说明含有Fe2+，若无明显变化，则说明不含Fe2+。
18．(1)
(2)
(3)、
(4)
(5)
(6)CDF
【详解】（1）用石英砂和过量焦炭高温加热生成粗硅的化学方程式为: ，当有参与反应时，该反应转移的电子数是；
（2）还原炉中用还原，生成高纯度的单质，发生的化学反应方程式为：；
（3）流化床反应器中发生反应：，还原炉中发生反应：，所以可以循环的物质还有、；
（4）氢氟酸来雕刻玻璃，氢氟酸和反应,化学方程式为：；
（5）水玻璃和盐酸反应制取硅酸的离子方程式为：；
（6）A．自然界中不存在天然游离的硅单质，硅是以二氧化硅和硅酸盐存在于自然界中，A错误；
B． 不溶于水，也不与水反应，B错误；
C．根据氧化物的表示方法，用氧化物形式表示为，C正确；
D．在周期表中，硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料，D正确；
E． 既能和溶液反应，又能和氢氟酸反应，但不能与其他酸反应，为酸性氧化物，E错误；
F． 玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品，F正确。
故选CDF。
19．(1)
(2)
【分析】“反应”步骤中NaClO3与硫酸、SO2反应生成NaHSO4和ClO2，电解时，二氧化氯和氯化钠反应制取NaClO2，同时，过量的二氧化氯需要用氢氧化钠和过氧化氢来吸收转化为NaClO2。
【详解】（1）“反应”步骤中NaClO3与硫酸、SO2反应生成NaHSO4和ClO2，化学方程式为：；
（2）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，反应中ClO2转化成NaClO2，则H2O2被氧化生成O2，化学方程式为：。