2.5《化工生产中的重要非金属元素》章节基础测（含答案）2023~2024学年高中化学人教版（2019）必修2

2.5《化工生产中的重要非金属元素》章节基础测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)
1.下列离子在溶液中能大量共存的是(　　)
A.N、Ba2+、Cl-、C
B.Cl-、N、Fe2+、H+
C.K+、Na+、S、Mn
D.Na+、H+、N、HC
2.下列说法不正确的是(　　)
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O
D.HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步实现
3.将适量的SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液逐渐由棕黄色变为浅绿色,但又立即变为棕黄色,继续滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的元素是(　　)
A.S　 B.Fe　 C.Cl　 D.N
4.CO2气体中含有少量SO2,欲得到纯净、干燥的CO2,通过如图所示的洗气瓶,①②两瓶中所装的试剂分别是(　　)
A.①饱和NaHCO3溶液;②浓硫酸
B.①NaOH溶液;②浓硫酸
C.①浓硫酸;②NaOH溶液
D.①浓硫酸;②Na2CO3溶液
5.下列能证明SO2具有漂白性的是(　　)
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失
B.加入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失
D.溴水中通入SO2气体后橙色消失
6.将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L-1,则下列叙述错误的是(　　)
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.气体A中SO2与H2的体积比为5∶1
C.反应中共消耗Zn 97.5 g
D.反应中共转移电子3 mol
7.实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是(　　)
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
8.下列有关硅及其化合物的叙述错误的是(　　)
A.水晶、玛瑙、电子芯片等主要成分都是SiO2
B.水玻璃是制备硅胶和木材防火剂的原料
C.碳化硅俗称金刚砂,可用作砂纸和砂轮的磨料
D.水泥、玻璃、陶瓷是三大传统硅酸盐产品,都是混合物
9.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是(　　)
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则室温下A不会在X中溶解,不发生反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,一定可以观察到白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为400~500 ℃、常压、使用催化剂
10.下列有关浓硫酸的叙述正确的是(　　)
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化　
②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应　
③浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化　
④浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,向反应后的溶液中再加入铁片,会有氢气生成　
⑤浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体　
⑥浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除水蒸气外只有SO2　
⑦浓硫酸具有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应　
⑧浓硫酸具有强氧化性,SO2具有还原性,所以浓硫酸不能干燥SO2　
⑨向5 mL 18 mol·L-1的浓硫酸中加入足量Cu并加热使其充分反应,被还原的H2SO4和生成的SO2气体均小于0.045 mol
A.①②⑤　　　　 B.①④⑨
C.⑥⑦⑧ D.③④⑨
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液
B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、酸性KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液出现淡黄色沉淀
C.此设计可证明SO2水溶液的酸性和SO2的氧化性、还原性、漂白性
D.点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使酸性KMnO4溶液褪色不具有可逆性
12.Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(　　)
A.e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B.玻璃管的作用是连通大气,平衡压强
C.c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触
D.Y形管乙中产生的可能为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
13.用CuSO4溶液和“某种物质”在40~50 ℃时反应可产生CuH。CuH是一种不稳定物质,能在氯气中燃烧,也能与酸反应产生气体。下列有关叙述错误的是(　　)
A.材料中的“某种物质”具有强还原性
B.CuH与盐酸反应,可能产生Cl2
C.CuH与足量的稀硝酸反应:CuH+3H++N Cu2++NO↑+2H2O
D.CuH在氯气中燃烧:2CuH+3Cl2 2CuCl2+2HCl
14.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示。当V1=160 mL时,则V2为　(　　)
A.240 mL B.300 mL
C.400 mL D.440 mL
15.工业废气中氮氧化物是主要的大气污染源之一,已知:
2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O
现有a mol NO2和b mol NO的混合气体,若用足量的NaOH溶液可将其完全吸收,则a和b的关系不可能是　(　　)
A.3a=b　　　 B.a=b　　 C.a>b　 D.a三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验操作和现象:
操作 现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热 A中有白雾生成,铜片表面产生气泡B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀,液面上方略显红棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸 均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)C中白色沉淀是　　　,该沉淀的生成表明SO2具有　　　性。
(3)C中液面上方生成红棕色气体的化学方程式是　　　　　　　。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是　　　　　　　　　　　;乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是　　　　　　　　。
②进行实验,B中现象:
甲 大量白色沉淀
乙 少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象不同的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(8分)已知氮元素及其化合物的转化关系如下图所示,回答下列问题。
(1)①~④各步转化中,属于氮的固定的是　　　　(填序号)。
(2)工业上用氨气制备NO的化学方程式是　　　　　　　　　　　。
(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,可用以下方法吸收:
①水吸收法。结合化学方程式说明用水吸收NO2的缺陷　　 　　。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有:2NaOH+NO+NO2 2NaNO2+H2O,NaOH+NO2——　　　　+NaNO2+H2O(填化学式,不需要配平方程式)。
18.(12分)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下实验流程:
制取氨气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻璃管→盛有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积
实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜(2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O)。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得:反应前氧化铜的质量为m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2 g、生成的氮气在标准状况下的体积为V1 L。
乙小组测得:洗气前装置D的质量为m3 g、洗气后装置D的质量为m4 g、生成的氮气在标准状况下的体积为V2 L。
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:　　　　　　　。
(2)检查装置A气密性的操作是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
实验装置 实验药品 制备原理
甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 反应的化学方程式:①　　　　　　　　　
乙小组 ②　　　　 浓氨水、氢氧化钠 氢氧化钠溶于水会放热,且使溶液碱性增强,促进氨气逸出
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为　　　　　　　　。
(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器,重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出了合理的实验结果。该药品的名称是　　　　　　　。
19.(16分)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
图1
(1)图1中,X的化学式为　　　　,从化合价上看,X具有　　　　性(填“氧化”或“还原”)。
(2)回答下列关于NH3的问题:
①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气,该反应的化学方程式为　 。
②下列试剂不能用于干燥NH3的是　　　　(填字母)。
A.浓硫酸　　　B.碱石灰　　　C.NaOH固体
③若要收集一瓶氨气,请将收集装置补充完整,在图2虚框内画出连接图。
图2
④氨气是重要的化工原料,可以合成多种物质,写出其催化氧化的化学方程式:　　　　 　。
(3)回答下列关于NO、NO2的问题:
①汽车排气管上装有催化转化器,可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体,写出相关反应的化学方程式:　　　　　　 　　　　　。
②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式: 。
③工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如下图所示:
NO2被吸收的离子方程式是 。
20.(12分)超细碳酸钙的应用非常广泛。下图为工业生产超细碳酸钙的流程图:
(1)反应池中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)将反应池中得到的固体过滤、洗涤、烘干,得到超细碳酸钙。判断固体是否洗净的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验小组在实验室中利用如图所示装置(部分夹持装置已略去)模拟侯氏制碱法制纯碱。
实验步骤:
Ⅰ.食盐精制:粗盐(含少量Ca2+、Mg2+、S)溶解,依次加入足量NaOH溶液、　　　　溶液、　　　　溶液,过滤,加入盐酸调pH至7。
Ⅱ.转化:①将精制后的食盐溶液控制温度在30~35 ℃之间,不断搅拌,先后通入足量氨气和二氧化碳气体,保温,搅拌半小时。
②静置,过滤、洗涤、烘干,得到NaHCO3晶体。
Ⅲ.制纯碱:将制得的NaHCO3放入坩埚中,在酒精灯上灼烧,冷却至室温,即得到纯碱。
已知各物质在不同温度下的溶解度,见下表。
温度(℃)溶解度(g)溶质 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.8
NH4HCO3 15.8 21.0 27.0 — — —
NaHCO3 8.2 9.6 11.1 12.7 14.4 16.4
NH4Cl 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
①B中应盛装　　　　　　。
②C装置中发生“转化”生成NaHCO3的离子方程式是　　　　　　　。
③“转化”过程中,温度控制在30~35 ℃之间的加热方式是　　　　;温度需控制在30~35 ℃之间的原因是　　　　　　　　　　　　。
参考答案：
1-5CADAC
6-10BCADB
11.B
12.AB
13.B
14.D
15.AD
16.
(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)BaSO4　还原
(3)2NO+O2 2NO2
(4)①通N2一段时间,排出装置中的空气　饱和NaHSO3溶液
②甲:S+Ba2+ BaSO4↓,乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O 2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量
(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
17.
(1)①
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)①3NO2+H2O 2HNO3+NO,NO2有1/3转化成NO没有被吸收掉　②NaNO3
18.
(1)圆底烧瓶
(2)连接导管,将导管插入水中;加热试管,导管口有气泡产生;停止加热,冷却后导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(3)①(NH4)2SO4+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaSO4　②B
(4)5V1∶7(m1-m2)
(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高　碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
19.
(1)N2O5　氧化
(2)①Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O　②A
③　④4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)①2NO+2CO N2+2CO2　②NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O　③2NO2+4S N2+4S
20.
(1)CaCl2+CO2+2NH3+H2O CaCO3↓+2NH4Cl
(2)取最后一次洗涤液少许,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,无明显现象,则表示已洗净,否则未洗净
(3)Ⅰ.氯化钡或BaCl2　碳酸钠或Na2CO3　Ⅲ.①饱和碳酸氢钠溶液　②Na++CO2+H2O+NH3 NaHCO3↓+N　③水浴加热　温度过高造成NH4HCO3分解,温度过低溶解度小的NH4HCO3会析出,使产率偏低