第四章 非金属及其化合物 课件(共43张PPT) 2024届高考化学一轮复习专题训练
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| 名称 | 第四章 非金属及其化合物 课件(共43张PPT) 2024届高考化学一轮复习专题训练 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-13 10:47:12 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
2024届高考化学一轮复习专题训练课件★★
第四章 非金属及其化合物
第9练 以非金属元素为主体,
考查物质的性质与应用
1.[2022广东·3,2分,难度★☆☆☆☆]
广东一直是我国对外交流的重要窗口,馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
C
【解析】 鎏金饰品属于金属材料,A项错误;纹银盒的主要成分是银,B项错误;瓷质咖啡杯的主要成分是陶瓷,属于硅酸盐材料,C项正确;铜镀金钟座的主要成分是合金,D项错误。
2.[2023山东·2,2分,难度★☆☆☆☆]
实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
D
【解析】 AlCl3为强酸弱碱盐,在溶液中能发生水解:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,配制AlCl3溶液时,为抑制其水解,常加入稀盐酸,A正确;蔗糖和淀粉在H2SO4作催化剂、加热条件下会发生水解,B正确;稀硝酸具有强氧化性,能与不活泼的金属银发生反应,故附有银镜的试管常用稀硝酸进行清洗,C正确;苯与浓硫酸和浓硝酸的混合溶液反应生成硝基苯,属于苯的硝化,D错误。
3.[2023辽宁·3,3分,难度★☆☆☆☆]
下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H2 2NH3
B.制HCl:H2+Cl22HCl
C.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑
D.冶炼镁:2MgO2Mg+O2↑
D
【解析】 合成氨工业为氮气和氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成氨气,A项正确;工业制备HCl为氢气和氯气在点燃时反应生成HCl,B项正确;工业制备粗硅为石英和焦炭在高温条件下反应生成单质硅和CO,C项正确;工业冶炼镁为电解熔融氯化镁生成镁和氯气,D项错误。
4.[2022江苏·8,3分,难度★★☆☆☆]
氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
A
【解析】 A项,自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮的化合物,不一定转化为NH3,错误;B项,侯氏制碱法第一步发生反应CO2+NH3+H2O+NaCl NH4Cl +NaHCO3↓,正确;C项,工业制硝酸发生反应4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2 2NO2、 3NO2+H2O 2HNO3+NO,正确;D项,N2、NH3、铵盐、硝酸盐等含N物质通过不同途径的相互转化形成了自然界的“氮循环”,正确。
5.[2021湖南·8,3分,难度★★☆☆☆]
KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
A
【解析】
A项,生成3 mol Cl2时反应中转移60 mol e-,则生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,错误;B项,该反应中KClO3为氧化剂,I2为还原剂,两者物质的量之比为11∶6,正确;C项,Cl2和石灰乳反应可制备漂白粉,正确;D项,I与I-在酸性条件下发生归中反应生成I2,淀粉遇I2变蓝色,所以可以用酸化的淀粉碘化钾溶液检验I,正确。
【关键一步】 反应中I由0价升至+5价,则6 mol I2失去60 mol e-,同时有5 mol的Cl降低到-1价,得到30 mol e-,有6 mol Cl降低到0价,也得到30 mol e-。
6.[2021山东·8,2分,难度★★☆☆☆]
工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如下,下列说法错误的是( )
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B
【解析】
【流程梳理】 解答此题的关键是正确分析母液的成分,由结晶析出NaHSO3晶体、母液能与纯碱进行中和知,母液呈酸性,一定含有NaHSO3,由此对流程进行如下梳理:
由上述分析知吸收过程有气体CO2生成,A项正确;结晶后母液中不含有NaHCO3,B项错误;气流干燥湿料时温度不宜过高,否则NaHSO3容易发生分解,C项正确;中和时Na2CO3和母液中残余的NaHSO3反应生成Na2SO3和NaHCO3,故中和后溶液中含有NaHCO3和Na2SO3,D项正确。
【技巧点拨】 本题只要分析出来母液中一定含有NaHSO3就容易判断出B项说法错误,因为根据离子共存知,NaHSO3和NaHCO3不能共存。
新考法
7.[2022湖北·8,3分,难度★★☆☆☆]
创新命题素材,本题以硫代碳酸钠为素材,考查考生的提取信息能力和迁移应用能力
硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:
2NaHS(s)+CS2(l) Na2CS3(s)+H2S(g)
下列说法正确的是( )
A.Na2CS3不能被氧化
B.Na2CS3溶液显碱性
C.该制备反应是熵减过程
D.CS2的热稳定性比CO2的高
B
新考法
【解析】 Na2CS3中的S为-2价,能被氧化,A项错误;由Na2CO3溶液为碱性可以推测Na2CS3溶液也为碱性,B项正确;该反应由固体和液体生成固体和气体,是熵增过程,C项错误;S原子半径比O原子大,C＝S键比C＝O键的键能小,故CS2的热稳定性比CO2的低,D项错误。
第10练 结合实验考查非金属及其化合物
1.[2021全国甲·9,6分,难度★★☆☆☆]
实验室制备下列气体的方法可行的是( )
D
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
【解析】 NH4Cl受热分解能生成NH3和HCl,但试管口温度较低,NH3和HCl在试管口会重新生成NH4Cl,A项错误;铝片遇到冷浓硝酸钝化,不能用该方法制备NO2,B项错误;浓硫酸具有强氧化性,能和Na2S发生氧化还原反应生成S和SO2,不能生成H2S气体,C项错误;加热KClO3和MnO2的混合物可以制备O2,其中MnO2作催化剂,D项正确。
【知识储备】 实验室制备氨气的三种方法:
①利用NH4Cl和Ca(OH)2加热制备NH3:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②加热浓氨水制备NH3:NH3·H2ONH3↑+H2O。
③向碱石灰中滴加浓氨水制备NH3。
2.[2022山东·11,4分,难度★★☆☆☆]
某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
A
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
【解析】 根据反应CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2 及NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,知最终瓶中会有NaHCO3白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项符合题意;由Cl2+2FeCl2 2FeCl3、2FeCl3+Fe 3FeCl2知,B项不符合题意;N在酸性条件下与Cu发生反应3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O,C项不符合题意;由AgCl+2NH3 [Ag(NH3)2]++Cl-知,D项不符合题意。
3.[2021广东·17,15分,难度★★★☆☆]
含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务 通过测定溶液电导率,探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料 电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想 猜想a:较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b:AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)。
④设计实验、验证猜想 取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表1中实验1~3,记录数据。
表1
⑤数据分析、交流讨论 25 ℃的AgCl饱和溶液中,c(Cl-)= mol·L-1。实验结果为A3>A2>A1。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想a成立,但不足以证明猜想b成立。结合②中信息,猜想b不足以成立的理由有 。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/(μS/cm)
1 Ⅰ:25 ℃的AgCl饱和溶液 25 A1
2 Ⅱ:35 ℃的AgCl饱和溶液 35 A2
3 Ⅲ:45 ℃的AgCl饱和溶液 45 A3
⑥优化实验 小组同学为进一步验证猜想b,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请完成表2中内容。
表2
⑦实验总结 根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是 。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/(μS/cm)
4 Ⅰ B1
5 B2
【解析】【参考答案】 (除标明外,每空1分)(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分) (2)cdbae(2分) (3)HClO 取少量久置氯水于试管中,先加入过量稀硝酸酸化,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-(2分) (4)⑤1.34×10-5(2分) 电导率与温度和离子浓度有关,测试温度不同,根据电导率结果,无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度(2分) ⑥45 Ⅱ 45 ⑦电导率A3>B2>B1
【解题思路】 (1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2,即MnO2氧化浓盐酸,生成MnCl2、Cl2和H2O,配平化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)浓盐酸易挥发,因此制得的氯气中可能含有HCl和水蒸气,先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气,氯气的密度比空气大,选择向上排空气法收集,洗气时气体从长管进,短管出,故所需装置的接口连接顺序为cdbae。(3)氯水使品红溶液褪色,是因为氯水中的HClO具有强氧化性,氯水久置后不能使品红溶液褪色,说明该氯水中HClO已分解。(4)25 ℃时,AgCl饱和溶液中存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),此时c(Ag+)=c(Cl-),根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,可知c(Cl-)=×10-5 mol·L-1=1.34×10-5 mol·L-1。实验结果不足以证明猜想b成立,是因为电导率与温度和离子浓度有关,在不同温度下进行测试,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度大小。若要判断AgCl在水中的溶解度随温度变化的情况,可以设计不同温度下的饱和溶液在
相同温度下测试,如果较高温度下的饱和溶液的电导率比较低温度下的饱和溶液的电导率大,则可以得出较高温度下的饱和溶液中离子浓度较大,即溶解度随温度升高而增大。则可以设计实验4:试样Ⅰ在45 ℃下测试电导率;实验5:试样Ⅱ在45 ℃下测试电导率,若电导率A3>B2>B1,则可以说明猜想b成立。
4.[2020北京·19,12分,难度★★★☆☆]
探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S
取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
(2)检验分解产物Na2SO4
取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后, (填操作和现象),可证实分解产物中含有S。
(3)探究(2)中S的来源
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如下实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是 。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性: 。
【解析】【参考答案】 (每空2分)(1)Cu2++S2- CuS↓ (2)取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀 (3)①向溶液2中加入少量KMnO4溶液,紫色不褪,证明无S ②盐酸有还原性,可使KMnO4溶液褪色,干扰S检验 ③+2H+ H2S↑+(x-1)S↓ (4)Na2SO3热分解时只有+4价硫元素发生氧化还原反应,升价产物有Na2SO4,降价产物有S是合理的
【解题思路】 (1)产生的黑色沉淀为CuS,反应的离子方程式为Cu2++S2- CuS↓。(2)根据资料②及加入盐酸后,沉淀增多,同时产生H2S知,溶液B中含有Na2Sx,为排除沉淀增多对检验造成的干扰,应先使溶液中的Na2Sx与酸完全反应,故先加入足量盐酸,离心沉降除去S,再向滤液中滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则可证实分解产物中有S。(3)①若来源1成立,则溶液2中含H2SO3,H2SO3具有还原性,可使KMnO4溶液褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明来源1不成立。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,则反应的离子方程式为+2H+ H2S↑+(x-1)S↓。(4)4Na2SO3Na2S+为歧化反应,Na2SO3中的S元素化合价有升高也有降低,升价产物有Na2SO4,降价产物有S是合理的。
新考法
5.[2022广东·5,2分,难度★★☆☆☆]
重视实验探究,本题考查铜与浓硫酸的探究实验
若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图 (a~d 均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B
新考法
【解析】 Cu与浓硫酸反应生成Cu2+,体现了硫酸的氧化性,A项错误;能使紫色石蕊试液变红说明有酸性物质生成,可以说明SO2是酸性氧化物,B项正确;c处褪色,体现了SO2的还原性,C项错误;反应后混合液中硫酸浓度很高,浓硫酸吸水,导致生成的CuSO4不能形成蓝矾,D项错误。
第11练 结合环境污染与
保护考查非金属及其化合物
1.[2021全国乙·7,6分,难度★☆☆☆☆]
我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是( )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
D
【解析】 无论是重质油还是轻质油,燃烧时均会产生大量CO2,对CO2排放量的降低几乎无影响,A项错误;可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2,B项错误;减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关,C项错误;将CO2转化为甲醇可促进碳中和,D项正确。
2.[2021全国甲·7,6分,难度★☆☆☆☆]
化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A.食品加工时不可添加任何防腐剂
B.掩埋废旧电池不会造成环境污染
C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
C
【解析】 在国家允许的范围内,某些食品加工时,可以适量的使用防腐剂,但不能超量使用,也不能把不可用作防腐剂的物质当成防腐剂使用,A项错误;废旧电池中含有镍、汞等重金属离子,掩埋废旧电池,会造成土壤和水体污染等,B项错误;天然气的主要成分是CH4,不完全燃烧时会产生CO等有毒气体,C项正确;使用含磷洗涤剂,会导致水体富营养化,引起水华和赤潮等环境问题,D项错误。
3.[2021河北·4,3分,难度★☆☆☆☆]
硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
D
【解析】 二氧化硫是一种无色气体,A项错误;机动车气缸中氮气与氧气反应生成NO,燃油不完全燃烧生成CO和碳颗粒物PM2.5,汽油中有含硫有机物,燃烧时会产生二氧化硫,题中未包含CO,B项错误;植物不能直接吸收氮的氧化物,而是通过吸收铵态氮或硝态氮来实现氮的固定,C项错误;石灰的主要成分为CaO,二氧化硫与之反应生成亚硫酸钙,CaSO3与空气中O2反应生成CaSO4,从而除去废气中的SO2,D项正确。
4.[2020北京·9,3分,难度★★☆☆☆]
硫酸盐(含S、HS)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
D
【解析】 根据题图知,该过程中有H2O参与,A项正确;根据图示过程知,NO2转化为HNO2,氮元素的化合价降低,NO2作氧化剂,B项正确;硫酸盐气溶胶中含有HS,呈酸性,C项正确;该过程中S最终转化为HS,生成了硫氧键,D项错误。
新考法
5.[2020全国Ⅱ·11,6分,难度★★★☆☆]
创新命题形式,本题以反应机理图示为载体,考查考生的分析能力
据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.OH-参与了该催化循环
B.该反应可产生清洁燃料H2
C.该反应可消耗温室气体CO2
D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化
C
新考法
【解析】
结合反应机理图可知OH-参与了该催化循环反应,A项正确;从图示可看出有H2生成,且没有再参与反应,即该反应可产生清洁燃料H2,B项正确;根据图示可看出CO参与了反应,并最终转化为CO2放出,即该反应能消耗CO,生成CO2,C项错误;该循环过程中Fe的成键数目可能是4、5或6,即该催化循环过程中Fe的成键数目发生变化,D项正确。
【信息转换】 结合图示可看出参与反应的物质有CO和H2O,生成物有CO2和H2,而且反应过程中Fe的成键数目在不断发生变化。
2024届高考化学一轮复习专题训练课件★★
第四章 非金属及其化合物
第9练 以非金属元素为主体,
考查物质的性质与应用
1.[2022广东·3,2分,难度★☆☆☆☆]
广东一直是我国对外交流的重要窗口,馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是( )
C
【解析】 鎏金饰品属于金属材料,A项错误;纹银盒的主要成分是银,B项错误;瓷质咖啡杯的主要成分是陶瓷,属于硅酸盐材料,C项正确;铜镀金钟座的主要成分是合金,D项错误。
2.[2023山东·2,2分,难度★☆☆☆☆]
实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
D
【解析】 AlCl3为强酸弱碱盐,在溶液中能发生水解:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,配制AlCl3溶液时,为抑制其水解,常加入稀盐酸,A正确;蔗糖和淀粉在H2SO4作催化剂、加热条件下会发生水解,B正确;稀硝酸具有强氧化性,能与不活泼的金属银发生反应,故附有银镜的试管常用稀硝酸进行清洗,C正确;苯与浓硫酸和浓硝酸的混合溶液反应生成硝基苯,属于苯的硝化,D错误。
3.[2023辽宁·3,3分,难度★☆☆☆☆]
下列有关物质的工业制备反应错误的是( )
A.合成氨:N2+3H2 2NH3
B.制HCl:H2+Cl22HCl
C.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑
D.冶炼镁:2MgO2Mg+O2↑
D
【解析】 合成氨工业为氮气和氢气在高温高压、催化剂条件下反应生成氨气,A项正确;工业制备HCl为氢气和氯气在点燃时反应生成HCl,B项正确;工业制备粗硅为石英和焦炭在高温条件下反应生成单质硅和CO,C项正确;工业冶炼镁为电解熔融氯化镁生成镁和氯气,D项错误。
4.[2022江苏·8,3分,难度★★☆☆☆]
氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
A
【解析】 A项,自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮的化合物,不一定转化为NH3,错误;B项,侯氏制碱法第一步发生反应CO2+NH3+H2O+NaCl NH4Cl +NaHCO3↓,正确;C项,工业制硝酸发生反应4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2 2NO2、 3NO2+H2O 2HNO3+NO,正确;D项,N2、NH3、铵盐、硝酸盐等含N物质通过不同途径的相互转化形成了自然界的“氮循环”,正确。
5.[2021湖南·8,3分,难度★★☆☆☆]
KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
A
【解析】
A项,生成3 mol Cl2时反应中转移60 mol e-,则生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,错误;B项,该反应中KClO3为氧化剂,I2为还原剂,两者物质的量之比为11∶6,正确;C项,Cl2和石灰乳反应可制备漂白粉,正确;D项,I与I-在酸性条件下发生归中反应生成I2,淀粉遇I2变蓝色,所以可以用酸化的淀粉碘化钾溶液检验I,正确。
【关键一步】 反应中I由0价升至+5价,则6 mol I2失去60 mol e-,同时有5 mol的Cl降低到-1价,得到30 mol e-,有6 mol Cl降低到0价,也得到30 mol e-。
6.[2021山东·8,2分,难度★★☆☆☆]
工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如下,下列说法错误的是( )
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
B
【解析】
【流程梳理】 解答此题的关键是正确分析母液的成分,由结晶析出NaHSO3晶体、母液能与纯碱进行中和知,母液呈酸性,一定含有NaHSO3,由此对流程进行如下梳理:
由上述分析知吸收过程有气体CO2生成,A项正确;结晶后母液中不含有NaHCO3,B项错误;气流干燥湿料时温度不宜过高,否则NaHSO3容易发生分解,C项正确;中和时Na2CO3和母液中残余的NaHSO3反应生成Na2SO3和NaHCO3,故中和后溶液中含有NaHCO3和Na2SO3,D项正确。
【技巧点拨】 本题只要分析出来母液中一定含有NaHSO3就容易判断出B项说法错误,因为根据离子共存知,NaHSO3和NaHCO3不能共存。
新考法
7.[2022湖北·8,3分,难度★★☆☆☆]
创新命题素材,本题以硫代碳酸钠为素材,考查考生的提取信息能力和迁移应用能力
硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:
2NaHS(s)+CS2(l) Na2CS3(s)+H2S(g)
下列说法正确的是( )
A.Na2CS3不能被氧化
B.Na2CS3溶液显碱性
C.该制备反应是熵减过程
D.CS2的热稳定性比CO2的高
B
新考法
【解析】 Na2CS3中的S为-2价,能被氧化,A项错误;由Na2CO3溶液为碱性可以推测Na2CS3溶液也为碱性,B项正确;该反应由固体和液体生成固体和气体,是熵增过程,C项错误;S原子半径比O原子大,C＝S键比C＝O键的键能小,故CS2的热稳定性比CO2的低,D项错误。
第10练 结合实验考查非金属及其化合物
1.[2021全国甲·9,6分,难度★★☆☆☆]
实验室制备下列气体的方法可行的是( )
D
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
【解析】 NH4Cl受热分解能生成NH3和HCl,但试管口温度较低,NH3和HCl在试管口会重新生成NH4Cl,A项错误;铝片遇到冷浓硝酸钝化,不能用该方法制备NO2,B项错误;浓硫酸具有强氧化性,能和Na2S发生氧化还原反应生成S和SO2,不能生成H2S气体,C项错误;加热KClO3和MnO2的混合物可以制备O2,其中MnO2作催化剂,D项正确。
【知识储备】 实验室制备氨气的三种方法:
①利用NH4Cl和Ca(OH)2加热制备NH3:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②加热浓氨水制备NH3:NH3·H2ONH3↑+H2O。
③向碱石灰中滴加浓氨水制备NH3。
2.[2022山东·11,4分,难度★★☆☆☆]
某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
A
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
【解析】 根据反应CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2 及NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,知最终瓶中会有NaHCO3白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项符合题意;由Cl2+2FeCl2 2FeCl3、2FeCl3+Fe 3FeCl2知,B项不符合题意;N在酸性条件下与Cu发生反应3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O,C项不符合题意;由AgCl+2NH3 [Ag(NH3)2]++Cl-知,D项不符合题意。
3.[2021广东·17,15分,难度★★★☆☆]
含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为 。
(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为 。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中 已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是 。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务 通过测定溶液电导率,探究温度对AgCl溶解度的影响。
②查阅资料 电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
③提出猜想 猜想a:较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。
猜想b:AgCl在水中的溶解度S(45 ℃)>S(35 ℃)>S(25 ℃)。
④设计实验、验证猜想 取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表1中实验1~3,记录数据。
表1
⑤数据分析、交流讨论 25 ℃的AgCl饱和溶液中,c(Cl-)= mol·L-1。实验结果为A3>A2>A1。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想a成立,但不足以证明猜想b成立。结合②中信息,猜想b不足以成立的理由有 。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/(μS/cm)
1 Ⅰ:25 ℃的AgCl饱和溶液 25 A1
2 Ⅱ:35 ℃的AgCl饱和溶液 35 A2
3 Ⅲ:45 ℃的AgCl饱和溶液 45 A3
⑥优化实验 小组同学为进一步验证猜想b,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请完成表2中内容。
表2
⑦实验总结 根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是 。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/(μS/cm)
4 Ⅰ B1
5 B2
【解析】【参考答案】 (除标明外,每空1分)(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分) (2)cdbae(2分) (3)HClO 取少量久置氯水于试管中,先加入过量稀硝酸酸化,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-(2分) (4)⑤1.34×10-5(2分) 电导率与温度和离子浓度有关,测试温度不同,根据电导率结果,无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度(2分) ⑥45 Ⅱ 45 ⑦电导率A3>B2>B1
【解题思路】 (1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2,即MnO2氧化浓盐酸,生成MnCl2、Cl2和H2O,配平化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)浓盐酸易挥发,因此制得的氯气中可能含有HCl和水蒸气,先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气,氯气的密度比空气大,选择向上排空气法收集,洗气时气体从长管进,短管出,故所需装置的接口连接顺序为cdbae。(3)氯水使品红溶液褪色,是因为氯水中的HClO具有强氧化性,氯水久置后不能使品红溶液褪色,说明该氯水中HClO已分解。(4)25 ℃时,AgCl饱和溶液中存在平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),此时c(Ag+)=c(Cl-),根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,可知c(Cl-)=×10-5 mol·L-1=1.34×10-5 mol·L-1。实验结果不足以证明猜想b成立,是因为电导率与温度和离子浓度有关,在不同温度下进行测试,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度大小。若要判断AgCl在水中的溶解度随温度变化的情况,可以设计不同温度下的饱和溶液在
相同温度下测试,如果较高温度下的饱和溶液的电导率比较低温度下的饱和溶液的电导率大,则可以得出较高温度下的饱和溶液中离子浓度较大,即溶解度随温度升高而增大。则可以设计实验4:试样Ⅰ在45 ℃下测试电导率;实验5:试样Ⅱ在45 ℃下测试电导率,若电导率A3>B2>B1,则可以说明猜想b成立。
4.[2020北京·19,12分,难度★★★☆☆]
探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。
②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S
取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是 。
(2)检验分解产物Na2SO4
取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后, (填操作和现象),可证实分解产物中含有S。
(3)探究(2)中S的来源
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如下实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是 。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是 。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式: 。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S、Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性: 。
【解析】【参考答案】 (每空2分)(1)Cu2++S2- CuS↓ (2)取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀 (3)①向溶液2中加入少量KMnO4溶液,紫色不褪,证明无S ②盐酸有还原性,可使KMnO4溶液褪色,干扰S检验 ③+2H+ H2S↑+(x-1)S↓ (4)Na2SO3热分解时只有+4价硫元素发生氧化还原反应,升价产物有Na2SO4,降价产物有S是合理的
【解题思路】 (1)产生的黑色沉淀为CuS,反应的离子方程式为Cu2++S2- CuS↓。(2)根据资料②及加入盐酸后,沉淀增多,同时产生H2S知,溶液B中含有Na2Sx,为排除沉淀增多对检验造成的干扰,应先使溶液中的Na2Sx与酸完全反应,故先加入足量盐酸,离心沉降除去S,再向滤液中滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则可证实分解产物中有S。(3)①若来源1成立,则溶液2中含H2SO3,H2SO3具有还原性,可使KMnO4溶液褪色,但得到的溶液仍为紫色,说明来源1不成立。②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液褪色,干扰实验现象和实验结论。③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,则反应的离子方程式为+2H+ H2S↑+(x-1)S↓。(4)4Na2SO3Na2S+为歧化反应,Na2SO3中的S元素化合价有升高也有降低,升价产物有Na2SO4,降价产物有S是合理的。
新考法
5.[2022广东·5,2分,难度★★☆☆☆]
重视实验探究,本题考查铜与浓硫酸的探究实验
若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图 (a~d 均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
B
新考法
【解析】 Cu与浓硫酸反应生成Cu2+,体现了硫酸的氧化性,A项错误;能使紫色石蕊试液变红说明有酸性物质生成,可以说明SO2是酸性氧化物,B项正确;c处褪色,体现了SO2的还原性,C项错误;反应后混合液中硫酸浓度很高,浓硫酸吸水,导致生成的CuSO4不能形成蓝矾,D项错误。
第11练 结合环境污染与
保护考查非金属及其化合物
1.[2021全国乙·7,6分,难度★☆☆☆☆]
我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是( )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
D
【解析】 无论是重质油还是轻质油,燃烧时均会产生大量CO2,对CO2排放量的降低几乎无影响,A项错误;可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2,B项错误;减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关,C项错误;将CO2转化为甲醇可促进碳中和,D项正确。
2.[2021全国甲·7,6分,难度★☆☆☆☆]
化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A.食品加工时不可添加任何防腐剂
B.掩埋废旧电池不会造成环境污染
C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
C
【解析】 在国家允许的范围内,某些食品加工时,可以适量的使用防腐剂,但不能超量使用,也不能把不可用作防腐剂的物质当成防腐剂使用,A项错误;废旧电池中含有镍、汞等重金属离子,掩埋废旧电池,会造成土壤和水体污染等,B项错误;天然气的主要成分是CH4,不完全燃烧时会产生CO等有毒气体,C项正确;使用含磷洗涤剂,会导致水体富营养化,引起水华和赤潮等环境问题,D项错误。
3.[2021河北·4,3分,难度★☆☆☆☆]
硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
D
【解析】 二氧化硫是一种无色气体,A项错误;机动车气缸中氮气与氧气反应生成NO,燃油不完全燃烧生成CO和碳颗粒物PM2.5,汽油中有含硫有机物,燃烧时会产生二氧化硫,题中未包含CO,B项错误;植物不能直接吸收氮的氧化物,而是通过吸收铵态氮或硝态氮来实现氮的固定,C项错误;石灰的主要成分为CaO,二氧化硫与之反应生成亚硫酸钙,CaSO3与空气中O2反应生成CaSO4,从而除去废气中的SO2,D项正确。
4.[2020北京·9,3分,难度★★☆☆☆]
硫酸盐(含S、HS)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
D
【解析】 根据题图知,该过程中有H2O参与,A项正确;根据图示过程知,NO2转化为HNO2,氮元素的化合价降低,NO2作氧化剂,B项正确;硫酸盐气溶胶中含有HS,呈酸性,C项正确;该过程中S最终转化为HS,生成了硫氧键,D项错误。
新考法
5.[2020全国Ⅱ·11,6分,难度★★★☆☆]
创新命题形式,本题以反应机理图示为载体,考查考生的分析能力
据文献报道:Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.OH-参与了该催化循环
B.该反应可产生清洁燃料H2
C.该反应可消耗温室气体CO2
D.该催化循环中Fe的成键数目发生变化
C
新考法
【解析】
结合反应机理图可知OH-参与了该催化循环反应,A项正确;从图示可看出有H2生成,且没有再参与反应,即该反应可产生清洁燃料H2,B项正确;根据图示可看出CO参与了反应,并最终转化为CO2放出,即该反应能消耗CO,生成CO2,C项错误;该循环过程中Fe的成键数目可能是4、5或6,即该催化循环过程中Fe的成键数目发生变化,D项正确。
【信息转换】 结合图示可看出参与反应的物质有CO和H2O,生成物有CO2和H2,而且反应过程中Fe的成键数目在不断发生变化。
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