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必修二第五单元化工生产中的重要非金属元素单元复习题
1．（2019下·北京西城·高一期末）下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ）
A．太阳能集热器 B．风力发电机 C．偏二甲肼燃烧 D．锂离子电池
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．太阳能集热器是将太阳能转化为热能，故A不符合题意；
B．风力发电机是将风能转化为电能，故B不符合题意；
C．偏二甲肼燃烧是将化学能转化为热能，故C不符合题意；
D．锂离子电池是将化学能转化为电能，故D符合题意；
故选D。
2．（2021·高一课时练习）下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是（ ）
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．高纯度的硅单质广泛用于制造光导纤维
C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D．SiO2是水晶、玛瑙的主要成分，也是制造光导纤维的原料
【答案】D
【详解】A．硅酸钠的水溶液有黏性，盛放在带磨口玻璃塞的试剂瓶中会将磨口玻璃塞与试剂瓶黏住，因此硅酸钠不可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A错误；
B．高纯度的硅单质广泛用于制作光电池、芯片，不能用于制光导纤维，B错误；
C．普通玻璃、水泥等的主要成分均为硅酸盐，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C错误；
D．SiO2是制造光导纤维的原料， D正确；
故选D。
3．（2022下·高一单元测试）若将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中，一段时间后，可以肯定的是（ ）
A．溶质质量都减小 B．溶剂质量都增大 C．溶液质量都增大 D．溶质质量分数都变小
【答案】D
【详解】因为浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，所以浓硫酸在空气中敞口放置一段时间后会吸收空气中水分，使溶液质量增加(溶剂量变多)，导致溶液变稀，溶质的质量分数减小；而浓盐酸具有挥发性，在空气中敞口放置一段时间，会挥发出氯化氢气体，导致溶液中溶质的质量减少，使溶液质量减小，溶液变稀，即溶质的质量分数减小。所以合理选项是D。
4．（2021·高一课时练习）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
【答案】A
【详解】A．电子芯片中主要成分为硅单质，故A错误；
B．水玻璃可用于制备木材防火剂，水玻璃与强酸反应可制备硅胶，故B正确；
C．碳化硅俗称金刚砂，其硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料，故C正确；
D．传统三大硅酸盐产品为水泥、玻璃、陶瓷，均属于混合物，故D正确；
答案选A。
5．（2020下·江西新余·高一校联考阶段练习）下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是（ ）
A．除去SO2中的H2S：通入足量酸性FeCl3溶液
B．除去FeCl2溶液中的FeCl3；加入足量Fe充分反应后过滤
C．除去NO中的NO2：通入蒸馏水中洗气
D．除去NaCl溶液中的I2；加入CCl4萃取分液
【答案】A
【详解】A．SO2和H2S都具有还原性，酸性FeCl3溶液具有氧化性，SO2和H2S分别被酸性FeCl3溶液氧化成硫酸根和硫单质，不符合除杂的原则，故A符合题意；
B．FeCl3加入足量Fe会发生反应生成FeCl2，符合除杂的原则，故B不符合题意；
C．NO2和水反应生成硝酸和NO，可以除去NO2且不引入新的杂质，故C不符合题意；
D．碘不易溶于水，易溶于CCl4，加CCl4后萃取分液可除去NaCl溶液中的I2，故D不符合题意；
答案选A。
6．（2023上·湖南长沙·高二统考期末）工业上以软锰矿(含和少量的、、)为原料制备硫酸锰晶体的流程如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．酸浸过程可将硫酸换为盐酸
B．酸浸过程中加入过量的的目的是充分还原
C．从绿色化学角度分析，试剂A可以选择、
D．系列操作包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作
【答案】A
【分析】以软锰矿（含MnO2和少量的Fe2O3、Al2O3、SiO2）为原料制备硫酸锰晶体的流程为：酸浸时过量的FeSO4、H2SO4与MnO2反应氧化还原反应生成MnSO4、Fe2(SO4)3，Fe2O3、Al2O3分别转化为Fe3+、Al3+，过滤除去SiO2，滤液中含有Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+，加入H2O2、O2等氧化Fe2+生成Fe3+，加入MnO或MnCO3调节溶液pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，得到含有MnSO4的溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MnSO4 H2O晶体，所以滤渣1为SiO2，滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，试剂A为H2O2溶液或O2，试剂A为MnO或MnCO3等，据此分析解答。
【详解】A．该流程制备硫酸锰晶体，加入盐酸会引入Cl-，得到的产品为MnCl2，不能得到MnSO4 H2O晶体，所以酸浸过程不可将硫酸换为盐酸，故A错误；
B．酸浸过程中过量的FeSO4能使MnO2充分转化为MnSO4，即加入过量的FeSO4的目的是充分还原MnO2，故B正确；
C．氧化过程中试剂A的作用是将Fe2+转化为Fe3+，从绿色化学角度分析，试剂A可以选择H2O2、O2，故C正确；
D．将MnSO4溶液转化为MnSO4 H2O晶体析出，其操作包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等，故D正确；
故选：A。
7．（2023下·山东潍坊·高一校考阶段练习）工业上可以利用硫酸厂产生的烧渣(主要成分含Fe2O3、FeO还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的工艺流程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．“酸溶”时，可将稀硫酸换成浓硫酸，以加快化学反应速率
B．“过滤”时，需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒
C．“滤渣”的主要成分为SiO2
D．制得的产品FeCO3可以长时间暴露在空气中
【答案】C
【分析】烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）用硫酸酸溶，过滤除去不溶的SiO2，滤液含有Fe3+、Fe2+，加入FeS2还原：FeS2+14Fe3++8H2O＝15Fe2++2SO+16H+，FeS2+2Fe3+＝3Fe2++2S↓，除去S和少量的FeS2，滤液主要含有Fe2+，加入碳酸铵沉淀Fe2+，得到FeCO3，以此解答该题。
【详解】A．加热或适当增加硫酸的浓度，可增大反应速率，但浓硫酸中氢离子小，因此将稀硫酸换成浓硫酸不能加快化学反应速率，故A错误；
B．“过滤”时，需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯，故B错误；
C．根据以上分析可知“滤渣”的主要成分为SiO2，故C正确；
D．亚铁离子易被氧化，所以制得的产品FeCO3不能长时间暴露在空气中，故D错误。
故选：C。
8．（2022上·江西南昌·高三校考阶段练习）下列叙述正确的个数是（ ）
①常温常压下，17g甲基(-14CH3)所含的中子数为9NA
②1mol BrCl与H2O完全反应生成氯化氢和次溴酸，转移的电子的物质的量为1mol
③0℃，101kPa含有1mol硫原子的SO2与SO3的混合物，其体积小于22.4L
④不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2
⑤可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
⑥加入铝粉能放出H2的溶液中，Ca2+、Fe2+、Cl-、NO一定能够大量共存
⑦常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液
⑧向SiO2固体中滴加NaOH溶液或氢氟酸，固体均溶解，说明SiO2是两性氧化物
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
【答案】B
【详解】①1个甲基(-14CH3)中的中子数是8，则17g甲基(-14CH3)所含的中子数为8NA，故①错误；
②1mol BrCl与H2O完全反应生成氯化氢和次溴酸，不是氧化还原反应，没有电子转移，故②错误；
③0℃，101kPa含有1mol硫原子的SO2与SO3的混合物，其中SO3不是气态，所以混合气体的体积小于22.4L，故③正确；
④不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2，因为两者都能使澄清石灰水变浑浊，故④正确；
⑤可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉，故⑤正确；
⑥加入铝粉能放出H2的溶液中，可能有大量也可能有大量，而Ca2+、Fe2+、Cl-、NO在有强氧化性会氧化Fe2+，不能大量共存，故⑥错误；
⑦常温下，铝与浓硝酸会发生钝化，故⑦错误；
⑧向SiO2固体中滴加NaOH溶液或氢氟酸，固体均溶解，但SiO2与其他酸均不反应， SiO2是酸性氧化物，故⑧错误；
其中只有③④⑤正确，故选B。
9．（2022下·广东·高三校联考阶段练习）氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业；CuCl难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化。工业以硫化铜精矿为原料，设计符合绿色化学理念的制备CuCl的流程如图：
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤①焙烧产生的有毒气体用NaOH溶液吸收后可用于③的循环利用
B．硫化铜精矿直接用浓硝酸浸出可简化步骤①、②
C．步骤③离子方程式：2Cu2++2Cl-+SO+H2O=2CuCl↓+SO+2H+
D．步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl加速干燥，防止发生水解氧化
【答案】B
【分析】硫化铜精矿经过步骤①焙烧生成CuO和SO2；步骤②中，用硫酸浸出燃烧后的矿渣得到含CuSO4的溶液；步骤③中，向含CuSO4的溶液中加入Na2SO3、NaCl生成CuCl沉淀；步骤④中，用盐酸、乙醇洗涤沉淀，获得纯净的CuCl。
【详解】A．步骤①焙烧产生的气体是SO2，用NaOH溶液吸收，并产生Na2SO3，该物质可用于③的循环利用，A正确；
B．硫化铜精矿不能直接用浓硝酸浸出简化步骤①、②，因为浓硝酸和硫化铜反应会产生SO2、氮氧化物和硝酸铜，所得溶液中含有的HNO3有氧化性，不利于CuCl的生成，B错误；
C．步骤③中，Cu2+、Cl-和反应产生CuCl沉淀和，该反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-++H2O=2CuCl↓++2H+，C正确；
D．CuCl难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化，步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl加速干燥，防止发生水解氧化，D正确；
故选B。
10．（2021·高一课时练习）Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
下列有关判断正确的是（ ）
A．若铜片为51.2g，则生成0.2molNaNO3
B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16L
D．反应过程中生成的NaNO2是氧化产物
【答案】A
【解析】铜片与适量浓硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，氮的氧化物恰好被氢氧化钠溶液吸收得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，整个反应过程中仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→，，根据得失电子守恒解答。
【详解】A．51.2gCu的物质的量为0.8mol，共失去电子，由得失电子守恒可知HNO3得到1.6mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8mol，由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2mol，故A正确；
B．常温下，Cu能与浓硝酸反应，故B错误；
C．部分NO2会转化为N2O4，而NO2、N2O4在标准状况下都不是气体，故C错误；
D．反应过程中生成的NaNO2来自以下反应：NO+ NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、 2NO2+2NaOH=NaNO2+ NaNO3+H2O，前一反应中的NaNO2既是氧化产物又是还原产物，后一反应中的NaNO2则是还原产物，故D错误；
答案选A。
11．（2020·高一统考单元测试）、、、均为常见的物质，它们之间有如下转化关系（反应条件和其他产物已略去）：
下列选项符合上述转化关系的是（ ）
A．，
B．，溶液
C．，
D．溶液，溶液
【答案】A
【详解】A．氮气和氧气反应生成NO，NO与氧气反应生成NO2，故选A；
B．铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与氢氧化钠不反应，故不选B；
C．铁和铜离子反应生成亚铁离子和铜，亚铁离子和铜离子不反应，故不选C；
D．氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，碳酸钙和碳酸钠不反应，故不选D。
【点睛】本题考查了无机物的推断，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握物质转化关系，熟练掌握常见元素化合物的性质是解题关键。
12．（2020·高三统考单元测试）向=50 mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，假设C点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是（ ）
A．参加反应铁粉的总质量m2=5.6 g
B．所用混合溶液中c(HNO3)=0.5 mol/L
C．开始时产生的气体为H2
D．AB段发生的反应为置换反应
【答案】A
【解析】已知氧化性：NO3->Fe3+>H+，OA段发生：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生：Fe+2Fe3+=3Fe2+，B以后发生：Fe+2H+=Fe2++H2↑，据以上分析解答。
【详解】A.最终生成Fe2+，根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知3×n(NO)+2×n(H2)=2n(Fe)，即3×+2×=2n(Fe)，n(Fe)=0.1mol，其质量为0.1 mol×56 g/mol=5.6 g，A正确；
B. n(NO)==0.05mol，则所用混合溶液中c(HNO3)==1mol/L，B错误；
C. 反应开始时产生的气体为NO，C错误；
D. AB段发生：Fe+2Fe3+=3Fe2+，该反应为化合反应，D错误；
故合理选项是A。
13．（2021下·江西景德镇·高二浮梁县第一中学校考阶段练习）有如图转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)。
A
以下推断错误的是（ ）
A．当X是盐酸时，则F是稀硝酸
B．当X是氢氧化钠时，则F可能是稀硝酸
C．当X是氢氧化钠时，B跟Cl2反应可能有白烟现象
D．当X是氢氧化钠时，B有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】A
【详解】A．当X是盐酸时，A是金属或金属氧化物或氢氧化物或弱酸的盐类或氨气，A和盐酸反应生成B，B可能是盐、氢气、水、二氧化硫、铵盐等，如果B能和氯气反应生成C，则C为高价盐、HCl等，C不能和氧气继续反应，所以不能最后生成硝酸，故A错误；
B．当X是氢氧化钠时，如果A是铵盐，铵盐和氢氧化钠反应生成氨气B，氨气和氯气反应生成氮气和氯化铵，氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，则F是硝酸，符合条件，故B正确；
C．当X是氢氧化钠时，如果A是铵盐，铵盐和氢氧化钠反应生成氨气B，氨气和氯气反应生成氮气和固体氯化铵，有白烟生成，故C正确；
D．当X是氢氧化钠时，如果A是硫化氢，硫化氢和氢氧化钠反应生成硫化钠B，硫化钠有还原性，酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，所以硫化钠能使高锰酸钾溶液褪色，故D正确；
故选A。
【点睛】本题的难点是根据X确定A的物质类型，可以根据C、D、E、F的转化关系，初步确定C，C可能是氮气、氨气、含硫的低价化合物等，在结合X分析判断。
14．（2021·高一课时练习）将一定量的锌与100mL18.5mol L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中氢离子浓度为0.1mol 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Zn97.5g
D．反应中共转移电子3mol
【答案】B
【解析】由题给信息可知，反应中硫酸过量，反应消耗的物质的量为，若反应生成的气体A仅为SO2，SO2在标准状况下的体积应为，故不可能全是SO2气体，随着浓度变小，锌与稀硫酸反应会生成H2，设生成的SO2为xmol，H2为ymol，由题意可得：①，②，由①②解得，；设参加反应Zn的物质的量为amol，由得失电子守恒可得 。
【详解】A.由分析可知，气体A为SO2和H2的混合物，故A正确；
B.由分析可知，SO2与H2的体积比为0.3:1.2=1∶4，故B错误；
C.由分析可知，消耗Zn的质量为，故C正确；
D.由分析可知，反应中转移电子的物质的量为，故D正确；
故选B。
15．（2019上·北京·高一北京师大附中校考期末）向BaCl2溶液中通入SO2气体，溶液仍然澄清；若将BaCl2溶液分盛在两支试管中，一支试管加稀HNO3,另一只加NaOH溶液，然后再通入SO2气体，结果两支试管都有白色沉淀产生。由此得出的下列结论中不合理的是（ ）
A．SO2是酸性氧化物、SO2具有还原性
B．两支试管中的白色沉淀不是同种物质
C．BaCl2既能跟强酸、又能跟强碱反应，具有两性
D．升高pH时，SO2水溶液中SO32-浓度增大
【答案】C
【分析】根据SO2的化学性质（酸性氧化物的性质、还原性）分析判断。
【详解】SO2与水反应生成的H2SO3是弱酸，故SO2通入BaCl2溶液不会生成BaSO3和HCl。SO2通入BaCl2和稀硝酸的混合溶液中，SO2被稀硝酸氧化为SO42-，再与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀；SO2通入BaCl2和NaOH的混合溶液中，SO2与NaOH反应生成Na2SO3和水，再与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。故A、B项正确，C项错误。H2SO3水溶液中存在两步电离，升高pH时，促进电离，SO32-浓度增大，D项正确。
本题选C。
【点睛】SO2有较强的还原性，稀硝酸有强氧化性，两者能发生氧化还原反应。
16．（2023·高一课时练习）二氧化硫的化学性质
从氧化物、化合价的角度推测SO2的可能具有的性质
(1)酸性氧化物的通性
根据酸性氧化物的性质，试写出以下化学反应方程式：
①酸性氧化物 + 碱 → 盐 + 水 SO2+ Ca(OH)2(少量)= (注意：SO2也可以使澄清石灰水变浑浊)
②酸性氧化物+碱性氧化物→盐 SO2 +CaO =
③酸性氧化物 + 水 → 酸 SO2 +H2O
【实验5-1】二氧化硫与水的反应
实验操作 现象 结论
①把盛有SO2的试管倒立于水中，打开胶塞 试管内液面 SO2 溶于水
②用pH试纸测定溶液的酸碱度 试纸变 色 二氧化硫水溶液呈 性
【答案】 酸性氧化物的通性和既有氧化性又有还原性 Ca(HSO3)2 CaSO3 H2SO3 上升 易 红 酸
【详解】二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，从化合价角度看，+4价位于硫的中间价态，既有氧化性又有还原性。
①酸性氧化物 + 碱 → 盐 + 水：SO2+ Ca(OH)2(少量)= Ca(HSO3)2；
②酸性氧化物+碱性氧化物→盐： SO2 +CaO = CaSO3；
③酸性氧化物 + 水 → 酸：SO2 +H2O H2SO3；二氧化硫易溶于水且与水反应生成亚硫酸使溶液呈酸性。
17．（2020·高一课时练习）、NO和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式为 。
(2)NO和的处理。已除去的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到晶体，该晶体中的主要杂质是 （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 （填化学式）。
【答案】 BC NO
【分析】NO2可以被NaOH溶液吸收，生成NaNO3、NaNO2和H2O，而NO只有与NO2等体积混合后才能被NaOH溶液完全吸收。
【详解】(1)被氧化生成，N元素从价升至＋1价，1mol失去，O元素从0价降至价，1mol得到，根据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式，从而得到反应的化学方程为；
答案为：；
(2)①A．通入尾气速率过快时，尾气吸收不充分，A错误；
B．采用气、液逆流方式吸收尾气时，尾气吸收会更充分，B正确；
C．补充NaOH溶液，c(OH-)增大，能更充分吸收尾气，C正确；
故选BC；
②与NaOH反应可生成、和水，所以晶体中会混有杂质；由吸收尾气的主要反应可知，吸收更充分，而NO不能被NaOH溶液吸收(若不存在NO2)，故吸收后排放的尾气中NO的含量较高。答案为：BC；；NO。
【点睛】只有存在NO2的环境中，NO气体才能被NaOH溶液吸收。
18．（2015上·江西抚州·高一阶段练习）某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验：
（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；
（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1．12L气体（标准状况下）；
（3）在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，经称量其质量为6．27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2．33g。
根据上述实验回答下列问题：
①溶液中一定不存在的离子是 ；
②溶液中一定存在的阴离子有 ，其物质的量浓度分别为 ；
③推断K+是否存在并说理由： 。
【答案】 Ba2+、Mg2+ CO32-、SO42- c(SO42-)=0.1mol/L、c(CO32-)=0.2mol/L 存在，经过计算可知，只有存在K+溶液中的离子电荷才能守恒
【分析】某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，由于CO32-与Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，因此若存在CO32-，就不含有Mg2+、Ba2+；SO42-与Ba2+也会发生沉淀反应而不能大量共存。
【详解】（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明可能有SO42-、CO32-、Cl-中的至少一种微粒；
（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1.12L标准状况下气体，说明含有NH4+，根据N元素守恒可知n(NH4+)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol；在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，经称量其质量为6.27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2.33g。说明含有SO42-，其物质的量是n(SO42-)=2.33g÷233g/mol=0．01mol，含有CO32-离子，其物质的量是n(CO32-)= (6.27g-2.33g) ÷197g/mol=0.02mol。在该溶液中一定含有CO32-、SO42-， CO32-与Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，SO42-与Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，因此一定不含有Mg2+、Ba2+；
①通过上述分析与计算可知，在溶液中一定不存在的离子是Ba2+、Mg2+；
②溶液中一定存在的阴离子有CO32-、SO42- +；它们的浓度分别是c(SO42-)=0．01mol÷0．1L=0．1mol/L；c(CO32-)=0．02mol÷0．1L=0．2mol/L；
③溶液中一定存在的离子有CO32-、SO42-、NH4+；其中阳离子带有的正电荷总数是0．05mol×1=0．05mol；阴离子带有的负电荷总数是0．01mol×2+0．02mol×2=0．06mol，大于阳离子带有的正电荷总数，因此该溶液中一定还含有其它阳离子。由于Mg2+、Ba2+不存在，因此一定含有K+。
【点睛】由于BaSO4是白色既不溶于水，也不溶于酸的物质，BaCO3是白色不溶于水，但是能够溶液酸的物质；根据加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，再加入HCl沉淀部分溶解确定在原溶液中含CO32-、SO42-；由于CO32-与Mg2+、Ba2+会发生沉淀反应而不能大量共存，确定一定不含Mg2+、Ba2+；加入NaOH溶液产生气体，该气体一定是氨气，则溶液中一定含有NH4+。向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，该白色沉淀可能是Ag2CO3、Ag2SO4、AgCl中的至少一种，由于已经确定含CO32-、SO42-；所以沉淀中一定含Ag2CO3、Ag2SO4，可能含AgCl，也可能不含AgCl，再根据确定的离子的物质的量，结合电荷守恒确定是否含有其它离子。因此既有定性分析，也有定量计算，对学生的思维能力和计算能力都有考查。
19．（2023下·福建福州·高一福建省福州第八中学校考期中）铜及其化合物在工业生产中有着广泛的用途。某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2等。利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示：
(1)分别写出CuO、Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式为 、 。
(2)酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是 。
(3)过滤后所得废渣的主要成分的化学式为 。
(4)Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2，该反应的化学方程式为 ，由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法是：蒸发浓缩、 、过滤、冰水洗涤。
【答案】(1)
(2)防止温度过高HNO3分解(或者挥发)
(3)
(4) 冷却结晶
【分析】固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2等，固体废渣中加入稀硝酸酸溶，Cu、CuO、Cu2O与稀硝酸反应生成硝酸铜，加入氢氧化铜中和掉剩余的稀硝酸，过滤所得废渣的主要成分的化学式为SiO2，得到硝酸铜溶液。
【详解】（1）CuO与稀硝酸反应生成硝酸铜和水，离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O；Cu2O中铜元素的化合价为+1价，具有还原性，能与硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铜、NO和水，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平，反应的离子方程式为3Cu2O＋14H+＋2NO=6Cu2+＋2NO↑＋7H2O；故答案为：3Cu2O＋14H+＋2NO=6Cu2+＋2NO↑＋7H2O；CuO+2H+=Cu2++H2O；
（2）为了防止温度过高HNO3分解，所以酸溶时反应温度不宜超过70℃；故答案为：防止温度过高HNO3分解(或者挥发)；
（3）Cu、CuO、Cu2O和SiO2这四种物质，只有SiO2和硝酸不反应；中和剩余的硝酸时要加入过量的氢氧化铜，所以过滤后所得废渣的主要成分是二氧化硅，化学式为SiO2；故答案为：SiO2；
（4）Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2，该反应的化学方程式为；根据硝酸铜的溶解性特征及受热易分解的性质，由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2·6H2O晶体的操作方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干。故答案为：；冷却结晶。
20．（2022下·江苏盐城·高一盐城市田家炳中学校考期中）Ⅰ.某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中的干燥剂是 (填名称)。
(3)装置C中的现象是 。
(4)实验进行一段时间后，挤压装置D中的胶头滴管，滴入1~2滴浓盐酸，可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
(5)为防止过量氨气外逸，需要在上述装置的末端增加一个尾气吸收装置，应选用的装置是 (填“E”或“F”)。
Ⅱ.现有一定量的Cu和CuO混合物，向其中加入0.6L 2.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4. 48L NO(标准状况)。向所得溶液中加入一定体积1. 0mol/LNaOH溶液， 恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得32. 0g固体。
(6)试计算：原混合物中CuO的质量 ；
【答案】(1)
(2)碱石灰(或生石灰、NaOH固体)
(3)湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4) 有白烟生成
(5)E
(6)8.0g
【分析】题干中实验室制氨气采用的铵盐和碱共热的方法，反应的化学方程式为，生成的氨气可以用碱石灰干燥，然后再对其性质进行检验，最后多余的氨气用水吸收，据此分析解答。
【详解】（1）装置A中发生反应的化学方程式：；
（2）氨气干燥一般用碱石灰(或生石灰、NaOH固体)；
（3）氨气遇水时发生反应，氨气遇水呈碱性，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
（4）氨气可以与酸反应，加入浓盐酸后，挥发出的HCl与NH3化合， ，故有白烟生成；
（5）氨气极易溶于水，故选用E装置可有效防止倒吸；
（6）根据反应方程式可知，3Cu~2NO，标准状况下4.48LNO的物质的量为，根据电子守恒，原混合物中Cu的物质的量为0.3mol，最终得到的32.0g的固体产物为CuO，即，根据铜原子守恒可知，原混合物中CuO的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol，则原混合物中CuO的质量为。
21．（2020下·江西鹰潭·高一鹰潭一中校考期末）硼位于第ⅢA族，三氯化硼是无色、强烈臭味的发烟液体或气体，属于化学危险品，主要用于半导体硅的掺杂源、有机合成的催化剂，还应用于高纯硼、有机硼(如：乙硼烷B2H6)的制取。某同学设计利用Cl2和单质B制备三氯化硼(BCl3)的装置示意图。查阅资料：①BCl3沸点12.5℃，熔点-107.3℃，易潮解；②2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑；③硼与硅“对角线”相似，都能与氢氧化钠溶液反应。请回答下列问题：
(1)装置A中二氧化锰能与浓盐酸在加热条件下发生反应制取氯气，该反应的离子方程式： ，洗气瓶G中用Na2SO3溶液除去Cl2反应的化学方程式是 。
(2)E装置的作用是 ，如果拆去B装置，可能导致的后果是： 。
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式： ，
(4)BCl3遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出该反应方程式： 。
(5)硼纤维是在金属丝上沉积无定形的硼而形成的无机纤维，通常在炽热的钨丝表面发生如下的反应：3H2＋2BCl3 ＝2B＋6HCl↑。要想验证制得的产品中是否含硼粉：应取少量样品于试管中，滴加浓 (填化学式)溶液，观察是否有气泡产生。
【答案】 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Na2SO3+Cl2+ 2NaOH=Na2SO4+2NaCl+H2O 冷却和收集三氯化硼 可能发生反应：2B+6HCl＝2BCl3+3H2↑，在D中加热H2、Cl2混合气时易发生爆炸现象 2B＋3Cl2=2BCl3 BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl NaOH溶液
【分析】实验目的是制备三氯化硼，实验原理是2B＋3Cl22BCl3，A装置制备氯气，利用题中所给信息，B装置的作用是除去氯气中的氯化氢，C装置的作用是干燥氯气，装置D是制备三氯化硼，装置E的作用是收集三氯化硼，F的作用是防止G中水蒸气进入E装置中，据此分析；
【详解】(1)装置A制备氯气，其离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；氯气具有强氧化性，能将Na2SO3氧化成Na2SO4，其反应的化学方程式为Cl2＋Na2SO3＋2NaOH=Na2SO4＋2NaCl+H2O；
故答案为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；Cl2＋Na2SO3＋2NaOH=Na2SO4＋2NaCl+H2O；
(2)根据上述分析，装置E的作用是冷却和收集三氯化硼；A装置中制备的氯气中混有HCl和水蒸气，装置B的作用是吸收氯气中的HCl，如果拆去B装置，则氯气中混有HCl，因为B能与HCl反应生成BCl3和H2，H2和Cl2在加热时容易发生爆炸；
故答案为冷却和收集三氯化硼；可能发生反应：2B+6HCl＝2BCl3+3H2↑，在D中加热H2、Cl2混合气时易发生爆炸现象；
(3)装置D是制备三氯化硼，发生的化学方程式为2B＋3Cl22BCl3；
故答案为2B＋3Cl22BCl3；
(4)BCl3遇水剧烈反应生成硼酸和白雾，反应的原理是B元素结合H2O电离出OH－生成硼酸，Cl原子结合水电离出H＋生成HCl，反应方程式为BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；
故答案为BCl3＋3H2O=H3BO3＋3HCl；
(5)B和Si“对角线”相似，都能与NaOH溶液反应，Si单质能与NaOH溶液反应生成H2，则B也能与NaOH溶液反应生成H2，因此检验方法是取少量样品于试管中，滴加浓NaOH溶液，观察是否有起泡泡产生；
故答案为NaOH溶液；
【点睛】实验题弄清楚实验目的和原理，装置连接步骤一般是制气装置→除杂装置→收集或反应装置→尾气处理装置，连接时，注意题中所给信息，如本题中三氯化硼易潮解，不仅要除去气体中的水蒸气，还要防止空气或某个装置中水蒸气的进入；书写陌生方程式时，需要找出反应的原理，从反应的本质入手分析。
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必修二第五单元化工生产中的重要非金属元素单元复习题
1．（2019下·北京西城·高一期末）下列设备工作时，将化学能转化为电能的是（ ）
A．太阳能集热器 B．风力发电机 C．偏二甲肼燃烧 D．锂离子电池
A．A B．B C．C D．D
2．（2021·高一课时练习）下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是（ ）
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．高纯度的硅单质广泛用于制造光导纤维
C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D．SiO2是水晶、玛瑙的主要成分，也是制造光导纤维的原料
3．（2022下·高一单元测试）若将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中，一段时间后，可以肯定的是（ ）
A．溶质质量都减小 B．溶剂质量都增大 C．溶液质量都增大 D．溶质质量分数都变小
4．（2021·高一课时练习）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
5．（2020下·江西新余·高一校联考阶段练习）下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是（ ）
A．除去SO2中的H2S：通入足量酸性FeCl3溶液
B．除去FeCl2溶液中的FeCl3；加入足量Fe充分反应后过滤
C．除去NO中的NO2：通入蒸馏水中洗气
D．除去NaCl溶液中的I2；加入CCl4萃取分液
6．（2023上·湖南长沙·高二统考期末）工业上以软锰矿(含和少量的、、)为原料制备硫酸锰晶体的流程如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．酸浸过程可将硫酸换为盐酸
B．酸浸过程中加入过量的的目的是充分还原
C．从绿色化学角度分析，试剂A可以选择、
D．系列操作包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作
7．（2023下·山东潍坊·高一校考阶段练习）工业上可以利用硫酸厂产生的烧渣(主要成分含Fe2O3、FeO还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的工艺流程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．“酸溶”时，可将稀硫酸换成浓硫酸，以加快化学反应速率
B．“过滤”时，需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒
C．“滤渣”的主要成分为SiO2
D．制得的产品FeCO3可以长时间暴露在空气中
8．（2022上·江西南昌·高三校考阶段练习）下列叙述正确的个数是（ ）
①常温常压下，17g甲基(-14CH3)所含的中子数为9NA
②1mol BrCl与H2O完全反应生成氯化氢和次溴酸，转移的电子的物质的量为1mol
③0℃，101kPa含有1mol硫原子的SO2与SO3的混合物，其体积小于22.4L
④不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2
⑤可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
⑥加入铝粉能放出H2的溶液中，Ca2+、Fe2+、Cl-、NO一定能够大量共存
⑦常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液
⑧向SiO2固体中滴加NaOH溶液或氢氟酸，固体均溶解，说明SiO2是两性氧化物
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
9．（2022下·广东·高三校联考阶段练习）氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业；CuCl难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化。工业以硫化铜精矿为原料，设计符合绿色化学理念的制备CuCl的流程如图：
下列说法不正确的是（ ）
A．步骤①焙烧产生的有毒气体用NaOH溶液吸收后可用于③的循环利用
B．硫化铜精矿直接用浓硝酸浸出可简化步骤①、②
C．步骤③离子方程式：2Cu2++2Cl-+SO+H2O=2CuCl↓+SO+2H+
D．步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl加速干燥，防止发生水解氧化
10．（2021·高一课时练习）Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
下列有关判断正确的是（ ）
A．若铜片为51.2g，则生成0.2molNaNO3
B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16L
D．反应过程中生成的NaNO2是氧化产物
11．（2020·高一统考单元测试）、、、均为常见的物质，它们之间有如下转化关系（反应条件和其他产物已略去）：
下列选项符合上述转化关系的是（ ）
A．，
B．，溶液
C．，
D．溶液，溶液
12．（2020·高三统考单元测试）向=50 mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，假设C点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是（ ）
A．参加反应铁粉的总质量m2=5.6 g
B．所用混合溶液中c(HNO3)=0.5 mol/L
C．开始时产生的气体为H2
D．AB段发生的反应为置换反应
13．（2021下·江西景德镇·高二浮梁县第一中学校考阶段练习）有如图转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)。
A
以下推断错误的是（ ）
A．当X是盐酸时，则F是稀硝酸
B．当X是氢氧化钠时，则F可能是稀硝酸
C．当X是氢氧化钠时，B跟Cl2反应可能有白烟现象
D．当X是氢氧化钠时，B有可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
14．（2021·高一课时练习）将一定量的锌与100mL18.5mol L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中氢离子浓度为0.1mol 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Zn97.5g
D．反应中共转移电子3mol
15．（2019上·北京·高一北京师大附中校考期末）向BaCl2溶液中通入SO2气体，溶液仍然澄清；若将BaCl2溶液分盛在两支试管中，一支试管加稀HNO3,另一只加NaOH溶液，然后再通入SO2气体，结果两支试管都有白色沉淀产生。由此得出的下列结论中不合理的是（ ）
A．SO2是酸性氧化物、SO2具有还原性
B．两支试管中的白色沉淀不是同种物质
C．BaCl2既能跟强酸、又能跟强碱反应，具有两性
D．升高pH时，SO2水溶液中SO32-浓度增大
16．（2023·高一课时练习）二氧化硫的化学性质
从氧化物、化合价的角度推测SO2的可能具有的性质
(1)酸性氧化物的通性
根据酸性氧化物的性质，试写出以下化学反应方程式：
①酸性氧化物 + 碱 → 盐 + 水 SO2+ Ca(OH)2(少量)= (注意：SO2也可以使澄清石灰水变浑浊)
②酸性氧化物+碱性氧化物→盐 SO2 +CaO =
③酸性氧化物 + 水 → 酸 SO2 +H2O
【实验5-1】二氧化硫与水的反应
实验操作 现象 结论
①把盛有SO2的试管倒立于水中，打开胶塞 试管内液面 SO2 溶于水
②用pH试纸测定溶液的酸碱度 试纸变 色 二氧化硫水溶液呈 性
17．（2020·高一课时练习）、NO和等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式为 。
(2)NO和的处理。已除去的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到晶体，该晶体中的主要杂质是 （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 （填化学式）。
18．（2015上·江西抚州·高一阶段练习）某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验：
（1）在一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；
（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1．12L气体（标准状况下）；
（3）在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液有沉淀生成，经称量其质量为6．27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2．33g。
根据上述实验回答下列问题：
①溶液中一定不存在的离子是 ；
②溶液中一定存在的阴离子有 ，其物质的量浓度分别为 ；
③推断K+是否存在并说理由： 。
19．（2023下·福建福州·高一福建省福州第八中学校考期中）铜及其化合物在工业生产中有着广泛的用途。某工厂的固体废渣中主要含Cu和CuO，还含有少量Cu2O和SiO2等。利用该固体废渣制取Cu(NO3)2的部分工艺流程如图所示：
(1)分别写出CuO、Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式为 、 。
(2)酸溶时，反应温度不宜超过70℃，其主要原因是 。
(3)过滤后所得废渣的主要成分的化学式为 。
(4)Cu(NO3)2晶体受热易分解成CuO，同时产生NO2和O2，该反应的化学方程式为 ，由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶体的操作方法是：蒸发浓缩、 、过滤、冰水洗涤。
20．（2022下·江苏盐城·高一盐城市田家炳中学校考期中）Ⅰ.某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中的干燥剂是 (填名称)。
(3)装置C中的现象是 。
(4)实验进行一段时间后，挤压装置D中的胶头滴管，滴入1~2滴浓盐酸，可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
(5)为防止过量氨气外逸，需要在上述装置的末端增加一个尾气吸收装置，应选用的装置是 (填“E”或“F”)。
Ⅱ.现有一定量的Cu和CuO混合物，向其中加入0.6L 2.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4. 48L NO(标准状况)。向所得溶液中加入一定体积1. 0mol/LNaOH溶液， 恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得32. 0g固体。
(6)试计算：原混合物中CuO的质量 ；
21．（2020下·江西鹰潭·高一鹰潭一中校考期末）硼位于第ⅢA族，三氯化硼是无色、强烈臭味的发烟液体或气体，属于化学危险品，主要用于半导体硅的掺杂源、有机合成的催化剂，还应用于高纯硼、有机硼(如：乙硼烷B2H6)的制取。某同学设计利用Cl2和单质B制备三氯化硼(BCl3)的装置示意图。查阅资料：①BCl3沸点12.5℃，熔点-107.3℃，易潮解；②2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑；③硼与硅“对角线”相似，都能与氢氧化钠溶液反应。请回答下列问题：
(1)装置A中二氧化锰能与浓盐酸在加热条件下发生反应制取氯气，该反应的离子方程式： ，洗气瓶G中用Na2SO3溶液除去Cl2反应的化学方程式是 。
(2)E装置的作用是 ，如果拆去B装置，可能导致的后果是： 。
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式： ，
(4)BCl3遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出该反应方程式： 。
(5)硼纤维是在金属丝上沉积无定形的硼而形成的无机纤维，通常在炽热的钨丝表面发生如下的反应：3H2＋2BCl3 ＝2B＋6HCl↑。要想验证制得的产品中是否含硼粉：应取少量样品于试管中，滴加浓 (填化学式)溶液，观察是否有气泡产生。
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