第五章化工生产中的重要非金属元素检测卷-2023-2024学年高中化学必修第二册（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
第五章化工生产中的重要非金属元素检测卷-2023-2024学年高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A．二氧化硫具有氧化性，可用来漂白织物
B．易液化，汽化时吸收大量的热，液氨可用作制冷剂
C．氧化铝耐高温，制作的坩埚可用来加热熔化碱性物质
D．碳酸氢钠能与碱反应，因此可用作食品膨松剂
2．下列关于浓硝酸和浓硫酸说法错误的是
A．常温下，可用铁制容器储存浓硫酸、浓硝酸
B．等量的铜分别溶于足量的浓硝酸、浓硫酸中，还原产物的物质的量相等
C．浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
D．浓硫酸能与灼热的木炭反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水
3．常温下，下列溶液中可能大量共存的离子组是
A．加入金属铝能产生的溶液中：、、、
B．含有大量的溶液中：、、、
C．能使生成沉淀的溶液中：、、、
D．加入金属铝能产生气体：、、、
4．生活处处有化学。下列有关说法错误的是
A．傍晚看到万丈霞光穿云而过是因为丁达尔效应带来的美景
B．食品包装袋内的铁粉起干燥、抗氧化的作用
C．豆科植物的根瘤菌能将空气中的转化成氨，实现氮的固定
D．氧化铁是质地疏松的红色固体，用做颜料为生活带来一抹红
5．下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A．Cl2溶于水：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
B．铜丝插入浓硫酸中：Cu+H2SO4(浓)=CuSO4+H2↑
C．KAl(SO4)2溶液与过量氨水反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
D．NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性：Ba2++SO+H++OH-=BaSO4↓+H2O
6．用下列仪器或装置进行相应实验，不能达到实验目的的是
A．用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳 B．分离粗盐中的不溶物 C．收集氯气 D．鉴别碳酸钠和碳酸氢钠

A．A B．B C．C D．D
7．以太阳能为热源，可高效、无污染的制取氢气，其过程如下图所示。
下列说法中，不正确的是
A．H2可以作清洁能源
B．过程I的反应中，生成物只有H2SO4
C．过程I、Ⅱ均为氧化还原反应
D．制取H2的过程中，I2可以循环利用
8．38.4gCu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示
下列有关判断不正确的是
A．硝酸在反应中既体现氧化性又体现酸性
B．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO作还原剂
C．混合气体中的物质的量是0.2mol
D．若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为11mol/L
9．将22.7 g由Cu、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀HNO3中，生成了6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，则沉淀的质量为
A．22.1 g B．25.4 g C．33.2g D．30.2 g
10．碳酸氢铵常用作膨松剂、缓冲剂。一种制备碳酸氢铵的流程如图所示，已知氨气极易溶于水，“合成”过程中发生了化合反应。下列说法错误的是
A．“造气”时，需要控制好煤与空气的用量，减少CO的生成
B．常温常压下，等体积的N2、H2、NH3、CO2所含分子数均相同
C．为了获得更多的NH4HCO3，可以先向水中通入足量CO2，再通入足量NH3
D．N2、H2合成NH3时，每转移3mole-，生成17gNH3
二、解答题
11．甲苯()是一种重要的化工原料，能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。制备苯甲醛的反应原理为。
下表列出了有关物质的部分物理性质：
名称 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度() 溶解性
水 乙醇
甲苯 无色液体，易燃、易挥发 -95 111 0.8660 不溶 互溶
苯甲醛 无色液体 -26 179 1.0440 微溶 互溶
苯甲酸 白色片状或针状晶体 122.1 249 1.2659 微溶 互溶
注：甲苯、苯甲醛、苯甲酸、冰醋酸皆互溶。
实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈烧瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂，再加入25mL冰醋酸(作为溶剂)和16mL甲苯(约0.15mol)，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入15mL过氧化氢(约0.5mol)，在此温度下搅拌反应3小时。请回答下列问题：
(1)装置B的名称是 ，冷却水应从 (填“a”或“b”)口通入。
(2)本实验中 (填“能”或“不能”)用酸性高锰酸钾溶液代替过氧化氢，理由是 。
(3)写出苯甲醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式： 。
(4)反应完毕后，将混合液自然冷却至室温，过滤，再向滤液中加入足量KOH溶液，振荡、静置，再经分液，得到有机层。对有机层进行蒸馏得到苯甲醛粗产品9.2mL。苯甲醛粗产品的产率最接近于 (填标号)。
a．65%　　　　b．60%　　　　c．55%　　　　　d．50%
12．现有未知固体粉末，含有K+、Fe3+、Ba2+、、Cl—中的几种。化学兴趣小组的同学进行了如下实验，回答下列问题：
(1)取少量固体粉末溶于水中，固体完全溶解且溶液无色透明，证明该固体粉末中无 (填离子符号)；
(2)有同学提出质疑，直接观察溶液颜色并不能作为判断的标准，可能含量太少观察不出来，取(1)中少量溶液于试管中加入 溶液，发现溶液变为红色。
(3)另取(1)中少量溶液于试管中，滴加少量的稀硫酸，发现有白色沉淀产生，证明该固体粉末中有 (填离子符号)，并写出离子方程式 。
(4)另取(1)中少量溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，证明该固体粉末中有 (填离子符号)；
(5)取(1)中少量溶液，加入硝酸银溶液，发现无明显现象，证明该固体粉末中无 (填离子符号)，该固体粉末中一定有，原因是 。
13．以硫铁矿(主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2)为原料，制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)和软磁性材料a-Fe2O3的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)焙烧后得到的固体主要成分为Fe2O3，写出焙烧过程主要反应的化学方程式 。
(2)试剂X是 (填化学式)。
(3)焙烧产生的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出离子方程式 。
(4)用如图所示装置可探究SO2的性质：在锥形瓶中先后使用同体积的蒸馏水(①已预先煮沸，②未预先煮沸)，控制食用油油层厚度一致、通SO2流速一致。两次实验分别得到如下pH-t图：
锥形瓶中覆盖食用油的目的 pH-t图中，②的曲线出现骤降，这是因为 (用化学方程式表示)。
(5)取FeSO4·7H2O(M=278)粗产品Xg，加水完全溶解，滴加酸化的a mol/LK2Cr2O7溶液至恰好完全反应，消耗K2Cr2O7溶液bmL(已知Cr2O被还原为Cr3+)，则FeSO4·7H2O的纯度为 。
(6)“沉铁”操作时，将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为 。
②以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案为：边搅拌边缓慢向FeSO4溶液中滴加氨水NH4HCO3混合溶液， ；静置后 所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次； ，干燥。【Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5，FeCO3沉淀需“洗涤完全”，实验中须使用的实验仪器为pH计，选用的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、NaOH溶液】。
14．某研究小组用下列装置(夹持装置已略去)研究不同价态硫元素之间的转化。
(1)实验Ⅰ中铁丝表面迅速变黑，反应很快停止，其原因是 。
(2)实验Ⅱ中产生大量气体。甲同学猜测该实验实现了的转化，设计实验证明实现了该转化，实验操作及现象是 。
(3)实验Ⅲ试管A中反应的化学方程式为 。
①若B中为紫色石蕊溶液，现象为 。
②若B为溶液，观察到出现淡黄色的固体，写出反应的化学方程式 。
③若B为新制氯水，观察到氯水褪色，推测该反应中硫元素的化合价变化为：由 价转化为 价；为证实产物中氯元素的存在形式，某同学设计实验：向反应后的试管中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，观察到产生白色沉淀，由此得出结论：氯水转化为。该方案是否合理 (填“合理”或者“不合理”)，请说明理由(写出2条) 、 。
参考答案：
1．B
【详解】A．二氧化硫可用于漂白织物是因为其具有与漂白性，与其氧化性无关，故A错误；
B．液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，可用作制冷剂，故B正确；
C．氧化铝能与氢氧化钠反应，制作的坩埚不可用来加热熔化碱性物质，故C错误；
D．碳酸氢钠不稳定受热易分解生成二氧化碳，所以可做焙制糕点的膨松剂，故D错误；
故选B。
2．B
【详解】A． 常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化，在铁表面生成致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，则可用铁制容器储存浓硫酸、浓硝酸，A正确；
B． 铜与浓硝酸反应的还原产物为NO2，N元素化合价从+5价降低为+4价，与浓硫酸反应的还原产物为SO2，S元素的化合价从+6价降低为+4价，根据得失电子守恒可知，等量的铜分别溶于足量的浓硝酸、浓硫酸，生成NO2的物质的量更多，B错误；
C． 浓硝酸见光易分解，则通常保存在棕色试剂瓶中，C正确；
D． 浓硫酸能与灼热的木炭反应，生成二氧化碳和二氧化硫，发生反应，D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．加入金属铝能产生的溶液为酸性或碱性溶液，酸性溶液中不能共存，碱性溶液中不能共存，故不选A；
B．和发生氧化还原反应不能共存，故不选B；
C．碳酸氢根离子酸性大于硅酸，、离子之间反应生成硅酸，故不选C；
D．酸性条件下，、、、不反应，加入金属铝能产生NO气体，故选D；
选D。
4．B
【详解】A．傍晚看到万丈霞光穿云而过是因为水蒸气扩散到空气中形成的气溶胶产生丁达尔效应带来的美景，故A正确；
B．铁具有还原性，所以食品包装袋内的铁粉抗氧化延长食品保质期的作用，但不能起干燥作用，故B错误；
C．豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气直接转化成氨，从而实现游离态的氮元素转化为化合态氮元素的氮的固定，故C正确；
D．氧化铁是质地疏松的红色固体，所以生活中常用氧化铁做颜料为生活带来一抹红，故D正确；
故选B。
5．C
【详解】A．HClO为弱酸，不拆为离子形式，离子方程式：，A错误；
B．铜丝与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水：，B错误；
C．KAl(SO4)2溶液与过量氨水反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，C正确；
D．NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至中性：，D错误；
答案选C。
6．C
【详解】A．固体和液体混合不需要加热制取二氧化碳，长颈漏斗下端浸没在稀盐酸中，二氧化碳密度比空气大，使用向上排空气法收集气体，装置正确，A不符合题意；
B．采用过滤的方法实现固液分离，该装置正确，B不符合题意；
D．氯气可溶于水，且能与水反应，可采用排饱和食盐水法收集氯气， C符合题意；
D．碳酸氢钠不稳定，加热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水，将气体导入澄清石灰水中溶液变浑浊，而碳酸钠加热不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，该装置能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，D不符合题意；
故选：C。
7．B
【详解】A．H2燃烧产物为水，可以作清洁能源，A正确；
B．过程I的反应为I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，生成物有HI、H2SO4，B错误；
C．过程I的反应为I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI，Ⅱ为2HI=H2+I2，均存在化合价变化，为氧化还原反应，C正确；
D．制取H2的过程中，I2先消耗，然后又生成，可以循环利用，D正确；
故选B。
8．C
【分析】
铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，38.4gCu为0.6mol，所以生成硝酸铜0.6mol，则硝酸铜含有硝酸根离子1.2mol，生成氮的化合物为0.9 mol，与氢氧化钠恰好完全反应生成NaNO3和 NaNO2，根据原子守恒可知：，所以硝酸的总量为1.2mol+1mol=2.2mol，若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为；
【详解】
A．铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物，硝酸部分被还原，作氧化剂，有部分生成盐，表现出酸性，故A正确；
B．氮的氧化物和NaOH溶液反应时，NO转化为高价态氮，故作还原剂，故B正确；
C．由题意可知0.9 mol氮的化合物转化为钠盐的量为1mol，则混合气体中四氧化二氮的物质的量是1mol-0.9mol=0.1mol，C错误；
D．由分析可知，若浓硝酸体积为200mL，则其物质的量浓度为11mol/L，D正确；
故选C。
9．D
【详解】将17.9克由Cu、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，只有铝参与反应，则合金质量减少的2.7克为Al，物质的量为，将合金溶于过量稀硝酸中，分别生成Al3+、Fe3+、Cu2+离子，根据电子守恒，金属共失去电子的物质的量为×3=0.9mol，其中0.1mol铝完全反应失去0.3mol电子，则Cu、Fe完全反应失去电子为0.9mol-0.3mol=0.6mol，反应中Cu、Fe失去电子的物质的量等于生成碱的氢氧根离子的物质的量，则n(OH-)=0.6mol，所以反应后氢氧化铜、氢氧化铁的质量为22.7g-2.7g+0.6mol×17g/mol=30.2g，答案选D。
10．C
【分析】煤、空气加入水进行造气，产生的二氧化碳进入碳酸化；氮气、氢气合成氨进行碳酸化；水吸氨也进入碳酸化，冷却、过滤、洗涤、干燥得到碳酸氢铵晶体；
【详解】A．“造气”时，需要控制好煤与空气的用量，使煤完全燃烧，减少CO的生成，选项A正确；
B．根据阿佛加德罗定律可知，常温常压下，等体积的N2、H2、NH3、CO2所含分子数均相同，选项B正确；
C．若可以先向水中通入足量CO2，再通入足量NH3，因二氧化碳在水中的溶解度不大，故吸收的二氧化碳的量不多，无法获得更多的NH4HCO3，选项C错误；
D．N2、H2合成NH3时，N元素由0价变为-3价，每转移3mole-，生成17gNH3，选项D正确；
答案选C。
11．(1) 球形冷凝管 a
(2) 不能 酸性高锰酸钾溶液氧化性强，可直接将甲苯氧化为苯甲酸
(3)
(4)b
【分析】在三颈烧瓶中加入催化剂，再加入25mL冰醋酸和16mL甲苯，搅拌升温至70℃，同时缓慢加入15mL过氧化氢，在此温度下搅拌反应3小时，反应生成苯甲醛；
【详解】（1）装置B的名称是球形冷凝，冷凝管中为了增大冷凝效果水应该下进上出，故仪器B的进水口为a；
（2）酸性高锰酸钾具有强氧化性，能直接将甲苯氧化为苯甲酸，故本实验中不能用酸性高锰酸钾溶液代替过氧化氢；
（3）苯甲醛中醛基具有还原性，与新制氢氧化铜悬浊液在碱性条件下反应生成苯甲酸钠和氧化亚铜，化学方程式：；
（4）甲苯约0.15mol、过氧化氢约0.5mol，则甲苯完全反应理论上生成0.15mol苯甲醛，实际得到苯甲醛粗产品9.2mL，故苯甲醛粗产品的产率约为，答案选b。
12．(1)Fe3+
(2)KSCN
(3) Ba2+ Ba2++SO=BaSO4↓
(4)K+
(5) Cl— 固体粉末中含有K+、Fe3+、Ba2+，由电中性原则可知，粉末中一定含有
【详解】（1）铁离子在溶液中呈棕黄色，则固体完全溶解且溶液无色透明说明固体粉末中无铁离子，故答案为：Fe3+；
（2）取(1)中少量溶液于试管中加入硫氰化钾溶液，溶液变为红色说明固体粉末中含有铁离子，故答案为：KSCN；
（3）另取(1)中少量溶液于试管中，滴加少量的稀硫酸，发现有白色沉淀产生，说明固体粉末中含有钡离子，钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡白色沉淀，反应的离子方程式为Ba2++SO=BaSO4↓，故答案为：Ba2+；Ba2++SO=BaSO4↓；
（4）另取(1)中少量溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，说明该固体粉末中有钾离子，故答案为：K+；
（5）取(1)中少量溶液，加入硝酸银溶液，发现无明显现象，说明固体粉末中不含有氯离子，由实验现象可知，固体粉末中含有铁离子、钡离子和钾离子，由电中性原则可知，固体粉末中一定含有阴离子硝酸根离子，故答案为：Cl—；固体粉末中含有K+、Fe3+、Ba2+，由电中性原则可知，粉末中一定含有。
13．(1)
(2)Fe
(3)
(4) 隔绝空气
(5)
(6) 或 控制pH不大于6.5 过滤 检验沉淀是否洗涤干净
【分析】以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4 7H2O)：焙烧硫铁矿生成SO2，矿渣的成分为Fe2O3和杂质，用硫酸溶解，Fe2O3与硫酸反应，Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O而杂质不反应，过滤分离，滤渣为不溶杂质，滤液中含有硫酸亚铁及未反应的硫酸，加入Fe粉将氧化成的硫酸铁还原为硫酸亚铁，过滤、蒸发浓缩、冷却结晶等操作得到FeSO4 7H2O，以此解答该题；
【详解】（1）硫铁矿高温焙烧反应生成氧化铁和二氧化硫，根据原子守恒配平书写化学方程式为；
故答案为：
（2）亚铁离子易被氧化成铁离子，加入的试剂X是Fe，铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，离子反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
故答案为：Fe；
（3）烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，离子反应方程式为：；
故答案为：；
（4）锥形瓶中覆盖食用油的目的隔绝空气，防止氧气对实验的干扰。pH-t图中，②的曲线出现骤降，这是因为；
故答案为：隔绝空气；；
（5）根据电子守恒，FeSO4·7H2O和K2Cr2O7的关系式为，的纯度为；
故答案为：；
（6）Fe2+与反应生成FeCO3，沉淀，电离出的H+与结合生成，则生成FeCO3沉淀的离子方程式可以写成：，或；
用FeSO4和氨水-NH4HCO3，混合溶液反应生成FeCO3，若pH大于6.5，则会生成Fe(OH)2沉淀，故需要控制pH不大于6.5；对生成的FeCO3用蒸馏水洗涤2～3次；因FeCO3表面会附着有，若用盐酸酸化的BaCl2，溶液检验不出，则说明FeCO3已洗涤干净；
故答案为：或；控制pH不大于6.5；过滤；检验沉淀是否洗涤干净。
14．(1)常温下，铁遇浓硫酸发生钝化
(2)将气体通入品红溶液中，如果使得品红褪色，那么可以证实气体是二氧化硫
(3) 紫色石蕊试液会变红 +4 +6 不合理 氯水中本身含Cl- 反应产生的硫酸根离子也能与硝酸银产生沉淀
【分析】常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，加热后产生大量气体；铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，试管B检验二氧化硫性质，试管C中氢氧化钠吸收二氧化硫防止污染；
【详解】（1）铁丝表面迅速变黑，反应很快停止，其原因是常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，阻碍了反应的进一步进行；
（2）产生大量气体，猜测该实验实现了的转化，则生成了具有漂白性的SO2；将气体通入品红溶液中，如果使得品红褪色，那么可以证实气体是二氧化硫；
（3）试管A中铜和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，方程式为；
①SO2通入紫色石蕊试液中，会与水反应生成H2SO3，呈酸性，所以紫色石蕊试液会变红；
②若B为溶液，具有还原性，和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质，故观察到出现淡黄色的固体为S，反应为；
③若B为新制氯水，SO2具有还原性，氯水具有氧化性，观察到氯水褪色，则两者发生氧化还原反应，该反应中硫元素的化合价由+4价转化为+6价被氧化；氯离子和银离子会生成不溶于酸的氯化银沉淀，由于氯水中本身含Cl-，且反应产生的硫酸根离子也能与硝酸银产生沉淀，该方案不能证明沉淀是由Cl-生成。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)