2023-2024学年高中化学人教版必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素常考易错检测卷（含答案）

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2023-2024学年高中化学人教版必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素常考易错检测卷
一、单选题
1．化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是
A．二氧化硅作为常见的无机非金属材料，通常可以做太阳能电池板
B．氧化亚铁常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．工业上以饱和食盐水、、为原料制取纯碱
D．生铁具有良好的延展性和机械性能，广泛用于制造机械和交通工具
2．下列试剂发生变质与氧化还原反应无关的是
A．氢氧化钠固体露置在空气中 B．硫酸亚铁溶液露置在空气中
C．雷雨天气与化合 D．久置氯水颜色变浅
3．下列关于的性质描述中，不正确的是
A．呈红棕色 B．有刺激性气味
C．难溶于水 D．与水反应能够生成
4．下列有关铁的说法中正确的是
A．铁与硫粉反应的产物是
B．铁和稀硫酸反应的离子方程式为
C．铁在纯氧中燃烧生成
D．常温下，Fe与浓硫酸不发生化学反应
5．下列离子方程式书写正确的是
A．少量金属锌投入氯化铁溶液中：2Zn+3Fe3+=2Zn2++3Fe
B．向硫酸铝溶液中滴入少量氨水：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
C．氢氧化镁与稀硫酸反应：Mg(OH)2+2H++=MgSO4↓+2H2O
D．向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液：Ba2++2OH-+2=BaCO3↓+2H2O+
6．下列各组离子一定能大量共存的是
A．酸性透明溶液：K+、Cl-、Fe3+、
B．遇铝单质放出H2的溶液中：Na+、Fe2+、、
C．酸性溶液中：Na+、Cu2+、、Cl-
D．遇紫色石蕊试剂变蓝的溶液：Na+、Ba2+、、Cl-
7．在200 mL含Mg2+、Al3+、、H+、Cl-的溶液中，逐滴加入5 mol·L-1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A．x-y=0.01 mol
B．原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=5∶1
C．原溶液的n(H+)=0.02 mol
D．原溶液中c(Cl-)=0.75 mol·L-1
8．已知X、Y、Z、W均为中学化学中常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略)。下列说法不正确的是
A．X、Y、Z中至少有一种相同的元素，该元素可以是金属元素也可以是非金属元素
B．物质W可能是化合物，也可能是单质
C．若X为金属铁，则W可以是Cl2或稀硝酸
D．若X、Y、Z中均含有一种常见金属元素，则W可能是强酸也可能是强碱
9．以工业废渣[主要成分为，杂质为]为原料制备的流程如图：
“氯化”时控制温度在左右进行，充分反应后“过滤”所得滤液为的混合溶液。下列有关说法正确的是
A．“氯化”过程中可适当减小通入的速率，从而提高的转化率
B．“氯化”后“过滤”，测定滤液中与的个数之比为
C．滤渣的主要成分为
D．根据转化过程可知溶解度：
10．综合处理含SO2的尾气工艺流程如图。下列说法正确的是
A．“吸收”过程发生的反应为
B．可用溶液检验“氧化”是否完全
C．综合处理的总反应为
D．向煤中加入石灰石可实现脱硫减排，该过程存在氧化还原反应
11．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，下列分析不正确的是
A．a处变红，说明SO2是酸性氧化物
B．b处褪色，说明SO2具有漂白性
C．c处褪色，说明SO2具有还原性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成
二、解答题
12．某化学兴趣小组对有关SO2性质进行如下探究活动。
(1)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12mol·L-1)为原料制取Cl2.发生装置B应选择以下三种装置中的 (填序号)；
(2)D装置中主要反应的离子方程式为 ；
(3)将适量的蔗糖放入烧杯中，加少量水拌匀，再加适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。“体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体”，写出对应的化学方程式： 。
(4)实验室通常利用Na2SO3固体与70%的H2SO4溶液反应制取SO2气体，装置A中发生反应的化学方程式为 ；
(5)B中品红溶液褪色，是因为SO2具有 性，C装置中酸性KMnO4溶液褪色，表明SO2具有 性；
(6)证明亚硫酸酸性比碳酸酸性强的实验现象是 。
13．为探究 与 的反应，某小组同学选用三种不同的铁盐溶液(均约为1)进行了如下实验。
序号 实验操作 实验现象
Ⅰ 向盛有 铜片的试管中加入溶液 铜片部分溶解，溶液变为蓝色
Ⅱ 向盛有 铜片的试管中加入溶液 铜片部分溶解，溶液黄色变浅，铜片表面有白色固体出现
Ⅲ 向盛有 铜片的试管中加入溶液 铜片部分溶解，溶液变为棕色，实验过程中未见气泡产生
【查阅资料】
ⅰ.氯化亚铜 是难溶于水的白色固体。
ⅱ.与可发生反应，生成棕色的 。
【分析解释】
(1)实验Ⅰ中发生反应的离子方程式是 。
(2)为探究实验Ⅱ中白色固体的组成，小组同学设计并完成了以下实验。
步骤1：取少量洗涤后的白色固体于试管中，向其中滴加稀硝酸，观察到固体溶解，溶液变为蓝色，液面上方有少量红棕色气体生成。
步骤2：向步骤1所得溶液中滴加 溶液，生成白色沉淀。
①能证明实验Ⅱ白色固体中含有+1价铜的现象是
②步骤2中滴加 溶液的目的是 。
通过以上实验，证明了实验Ⅱ中白色固体为 。
(3)小组同学对实验Ⅲ中的氧化剂进行了探究和分析。
①甲同学取少量棕色溶液，向其中滴加2滴 溶液，溶液变为红色，由此推断没有参与氧化反应。乙同学认为该推断不合理，理由是
②乙同学认为溶液呈棕色与 有关，和均参与了氧化反应，请设计简单实验进行验证
【反思评价】
(4)综合上述实验，说明 与 的反应与 等因素有关。
14．氮及其化合物在农业、医药、国防等领域应用广泛。请回答下列问题
(1)实验室加热 和 固体混合物制取 ，反应的化学方程式是 。
(2)工业合成氨及氨氧化制取硝酸的流程示意图如下。
①合成塔中生成 ，说明 具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
②氧化炉中 转化为，发生反应的化学方程式是 。
③吸收塔中最终可转化为 。通入空气是为了提供 (填字母)。
a． b． c．
④尾气处理装置中，可用 将尾气中 还原为 。反应的化学方程式是 。
(3)氮元素含量过高会造成水体污染，添加铁粉能够提高氮的脱除率，工艺如下图所示。试从价态角度分析原因 。
15．石墨烯铜复合材料的电导率高，韧性好，可用于制备高铁的“超级导线”。某化学小组用如下装置测定其中的碳含量(铜、碳以外的成分不与浓硫酸反应)。已知：实验前后，各通入一次N2，将装置中的气体全部赶入到U型管中。
(1)石墨烯与金刚石互称为 (选填同分异构体、同素异形体)；写出电热炉中石墨烯和浓硫酸反应化学方程式 。
(2)足量酸性KMnO4溶液的作用 ，能否用足量NaHCO3溶液代替KMnO4溶液，若不能，说明原因 。
(3)实验结束后，若U型管增重mg，则复合材料中石墨烯的质量分数为 (用字母表示)。
(4)实验完毕后，将三口烧瓶里的混合物倒入盛有水的烧杯中，搅拌，静置，过滤，得到蓝色溶液和黑色固体。现探究该黑色固体成分。
取所配制的溶液25mL于锥形瓶中，加入40mL0.1mol/L的NaOH溶液恰好完全反应，则X是 (填化学式)。
参考答案：
1．C
【详解】A．硅是太阳能电池板的核心材料，二氧化硅用来制造光导纤维，A错误；
B．氧化铁为红色，常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，B错误；
C．用饱和食盐水、氨气与二氧化碳为原料制备纯碱，第一步是向饱和食盐水中通入氨气至饱和，再通入二氧化碳由有碳酸氢钠析出，第二步将碳酸氢钠固体加热分解制纯碱，C正确；
D．生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，钢具有良好的延展性和机械性能，广泛用于制造机械和交通工具，D错误；
故选C。
2．A
【详解】A．氢氧化钠固体露置在空气中与二氧化碳反应生成碳酸钠，元素化合价不变，与氧化还原反应无关，A符合题意；
B．硫酸亚铁溶液露置在空气中被氧化为硫酸铁，属于氧化还原反应，B不符题意；
C．与在放电条件下发生氧化还原反应生成NO，C不符题意；
D．涉及次氯酸分解生成盐酸和氧气，属于氧化还原反应，D不符题意；
答案选A。
3．C
【详解】NO2是红棕色有刺激性气味的气体，能与水反应产生HNO3和NO；故不正确的说法是难溶于水；
答案选C。
4．C
【详解】A．硫氧化性较弱，铁与硫粉反应的产物是FeS，A错误；
B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为，B错误；
C．铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁黑色固体，C正确；
D．常温下，Fe与浓硫酸发生钝化反应，D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．少量金属锌与氯化铁溶液反应生成氯化锌和氯化亚铁，反应的离子方程式为Zn+2Fe3+=2Fe2++ Zn2+，故A错误；
B．硫酸铝溶液中与少量氨水反应生成硫酸铵和氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为Al3++3 NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH，故B错误；
C．氢氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水，反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O，故C错误；
D．碳酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水，反应的离子方程式为Ba2++2OH—+2=BaCO3↓+2H2O+，故D正确；
故选D。
6．A
【详解】A．酸性透明溶液中，K+、Cl-、Fe3+、与H+均没有反应发生，可以大量共存，A正确；
B．遇铝单质放出H2的溶液为酸或碱溶液，酸性溶液中不能大量存在Fe2+、、，碱性溶液中不能大量存在Fe2+，B错误；
C．酸性溶液中存在H+，与H+生成水和CO2，不能大量存在，C错误；
D．遇紫色石蕊试剂变蓝的溶液显酸性，Ba2+、能生成BaCO3沉淀，与H+生成水和CO2，不能大量存在，D错误；
答案选A。
7．D
【分析】从图中曲线可以看出，0~4mL段，发生反应H++OH－=H2O，n(H+)=n(OH-)=0.02mol；4~30mL段，发生反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓；30~33mL段，发生反应+OH-=NH3↑+H2O，n()=0.015mol；33~35mL段，发生反应Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，n[Al(OH)3]=n(Al3+)=0.01mol。从而求出n[Mg(OH)2]=0.05mol。
【详解】A．从图中可以看出，x为Mg(OH)2、Al(OH)3的物质的量，y为Mg(OH)2的物质的量，则(x-y)为Al(OH)3的物质的量，所以x-y=0.01 mol，A正确；
B．原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=0.05∶0.01=5∶1，B正确；
C．由分析可知，原溶液的n(H+)=0.02 mol，C正确；
D．依据电荷守恒，原溶液中n(Cl-)=n(H+)+n()+3n(Al3+)+2n(Mg2+)=0.165mol，c(Cl-)==0.825 mol·L-1，D不正确；
故选D。
8．C
【分析】根据转化关系知，当X为碱，W为酸性氧化物时符合条件；当W为铁，X为氯气时符合条件；当X为碳，W为氧气或水时符合条件；当X为偏铝酸钠或氯化铝，W为酸或强碱时也符合条件，采用假设方法然后验证各个反应。
【详解】A．当X为碱，W为酸性氧化物时符合条件；当W为铁，X为氯气时符合条件；当X为碳，W为氧气或水时符合条件，则X、Y、Z中至少有一种相同的元素，该元素可以是金属元素也可以是非金属元素，A正确；
B．当W是铁或CO2时都能实现上面转化，故物质W可能是化合物，也可能是单质，B正确；
C．若X为金属铁，铁和氯气或者硝酸只能生成三价铁，则无法实现YZ转化，C错误；
D．若X、Y、Z中均含有一种常见金属元素，该金属为铝，X和少量W或过量W反应不同，则X为偏铝酸钠或氯化铝，则W可能是强酸也可能是强碱，D正确；
故选C。
9．A
【分析】工业废渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]，加入水打浆，通入氯气，可生成，过滤后在滤液中加入KCl转化生成KClO3，经蒸发浓缩、冷却结晶可得晶体KClO3，以此解答该题；
【详解】A．“氯化”过程中可适当减小通入的速率，使氯气充分反应，从而提高的转化率，A正确；
B．根据得失电子守恒得反应化学方程式：6Ca(OH)2+6Cl2=Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O，则滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比：1∶5，B错误；
C．工业废渣[主要成分为，杂质为]，难溶于水，所以滤渣的主要成分为，C错误；
D．转化过程加入KCl，与发生复分解反应，转化为溶解度更小的，D错误；
答案选A。
10．D
【分析】由图可知，吸收步骤发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫气体反应生成硫酸亚铁和硫酸，氧化步骤发生的反应为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中氧气反应生成硫酸铁和水，反应生成的硫酸铁可以循环使用。
【详解】A．吸收步骤发生的反应为硫酸铁溶液与二氧化硫气体反应生成硫酸亚铁和硫酸：，A错误；
B．可用溶液检验亚铁离子，以检验“氧化”是否完全，B错误；
C．硫酸铁可以循环使用，综合处理的总反应为，C错误；
D．向煤中加入石灰石可实现脱硫减排，SO2转化为亚硫酸钙，进一步被氧化为硫酸钙，该过程存在氧化还原反应，D正确；
故选D。
11．D
【分析】铜和浓硫酸在加热条件下发生反应：，生成的SO2是酸性氧化物，且具有漂白性和还原性，SO2会污染空气不能直接排向空气，据此解答。
【详解】A．a处的紫色石蕊溶液变红，原因是SO2溶于水生成了酸，说明SO2是酸性氧化物，A正确；
B．b处品红溶液褪色，说明SO2具有漂白性，B正确；
C．c处酸性高锰酸钾溶液褪色，原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，体现出SO2的还原性，C正确；
D．浓硫酸具有吸水性，将反应生成的H2O吸收，导致试管底部出现无水CuSO4白色固体，反应中有H2O生成，D错误；
故选D。
12．(1)①
(2)Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO
(3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑
(5) 漂白 还原
(6)E中品红不褪色，F中澄清石灰水变浑浊
【分析】依据实验目的可知A、B气体中，一种是SO2，一种是Cl2，制备氯气中含有杂质氯化氢，需要通过饱和食盐水除去氯化氢，故装置B制取Cl2，装置A生成SO2，二者在D中进行反应，装置E可以除去未反应的气体，据此分析解答。
【详解】（1）制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选①装置作为发生装置；
（2）装置D中氯气和二氧化硫反应生成盐酸和硫酸，离子方程式为：Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO；
（3）浓硫酸与碳在加热条件下发生氧化还原反应生成二氧化碳、水和二氧化硫，反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（4）装置A中，浓硫酸和Na2SO3反应产生SO2，该反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O；
（5）B中品红溶液褪色，是因为SO2具有漂白性；C装置中酸性KMnO4溶液褪色，表明SO2具有还原性；
（6）证明亚硫酸酸性比碳酸酸性强的实验现象是E中品红不褪色，F中澄清石灰水变浑浊。
13．(1)
(2) 固体溶解，溶液变为蓝色，液面上方有少量红棕色气体生成 检验
(3) 有剩余或生成的 又被 氧化成了 向实验Ⅰ反应后的溶液中加少量 固体，若溶液变为棕色，则可证明实验Ⅲ反应过程中 和并存，即 和 均参与了氧化反应
(4)阴离子的种类，产物的状态等
【分析】本实验选用三种不同的铁盐溶液分别加入等量的Cu，通过对比实验进行探究影响与 反应的因素，结合题干已知信息可通过设计实验进行产物验证；
【详解】（1）向盛有铜片的试管中加入硫酸铁溶液，Cu与Fe3+发生氧化还原反应：；
（2）①若实验Ⅱ白色固体中含有+1价铜，滴加稀硝酸将+1价铜氧化，现象：固体溶解，溶液变为蓝色，液面上方有少量红棕色气体生成；
②步骤2中滴加溶液的目的：检验是否存在；
（3）①若反应过程中有有剩余或生成的 又被 氧化成了，滴加溶液，溶液液变为红色；
②设计实验验证溶液呈棕色与有关，和均参与了氧化反应：向实验Ⅰ反应后的溶液中加少量固体，若溶液变为棕色，则可证明实验Ⅲ反应过程中 和并存，即 和 均参与了氧化反应；
（4）结合以上实验可得出结论：与 的反应与阴离子的种类，产物的状态等有关；
14．(1)
(2) 氧化性 a
(3)铁粉能够失去电子，具有还原性，可促进 还原为 ，进而转化为
【分析】氮气和氢气在一定条件下在合成塔中反应生成氨气，氨分离器得到氨气进入氧化炉，氨气催化氧化反应生成一氧化氮和水，一氧化氮进入吸收塔和氧气、水反应生成硝酸，最后尾气处理剩余的氮氧化物。
【详解】（1）氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，；
（2）①合成塔中生成 ，反应中氮元素化合价降低，说明 具有氧化性；
②氧化炉中 转化为，氮元素化合价由-3变为+2，空气氧气为氧化剂，氧化合价由0变为-2，结合电子守恒可知，发生反应的化学方程式是；
③吸收塔中最终可转化为 ，反应在氮发生氧化反应，通入空气是为了提供氧化剂氧气，故选a；
④将尾气中 还原为 ，氨气中氮化合价由-3变为0、二氧化氮中氮化合价由+4变为0，氮元素发生归中反应，结合电子守恒可知，反应的化学方程式是；
（3）铁粉能够失去电子，具有还原性，可促进 还原为 ，进而转化为 ，故添加铁粉能够提高氮的脱除率。
15．(1) 同素异形体 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(2) 吸收生成SO2气体 不可以，SO2与NaHCO3溶液反应会生成CO2，影响实验结果测定
(3)
(4)CuS
【分析】三颈烧瓶中发生氧化还原反应产生二氧化硫和二氧化碳气体，为气体发生装置，为测定其中的碳含量，可先利用高锰酸钾溶液装置除去二氧化碳中混有的二氧化硫，然后经浓硫酸装置干燥后的二氧化碳进入到U型管中，为避免空气中的二氧化碳、水进入U型管中而影响实验测量值的准确性，在U型管右侧加装一个盛有碱石灰的干燥管，那么通过U型管的增重即可计算碳含量；
【详解】（1）石墨烯与金刚石均为碳单质，互称为同素异形体；电热炉中石墨烯和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应化学方程式C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；
（2）高锰酸钾溶液具有强氧化性，能除去气体中二氧化硫，故足量酸性KMnO4溶液的作用吸收生成SO2气体；碳酸氢钠和二氧化硫反应生成二氧化碳气体，故不能用足量NaHCO3溶液代替KMnO4溶液；
（3）U型管增重mg，就是生成二氧化碳的质量，由碳守恒可知，则复合材料中石墨烯的质量分数为；
（4）由题意可知，Y和硫酸生成蓝色溶液，Y为灼烧后生成的氧化铜，则X中含铜元素；根据元素守恒可知，刺激性气体为二氧化硫气体，二氧化硫被过氧化氢氧化为硫酸，硫酸和氢氧化钠生成硫酸钠Na2SO4，结合硫酸钠化学式可知，X中硫元素为，则X中氧为，铜硫的物质的量之比为1:1，则X为CuS。
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