2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第五章　化工生产中的重要非金属元素复习提升

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2025人教版高中化学必修第二册
本章复习提升
易混易错练
易错点1　混淆SO2的漂白性与还原性
1.(2024河北唐山期末)实验室中为验证SO2的性质,将SO2分别通入溴水、品红溶液、硫化氢溶液、滴有酚酞的氢氧化钠溶液。下列说法错误的是(　　)
A.溴水褪色,体现SO2的还原性
B.品红溶液褪色,体现SO2的漂白性
C.硫化氢溶液变浑浊,体现SO2的氧化性
D.滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色,体现SO2的漂白性
2.(2024湖南常德一中期中)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,下列实验现象的描述和分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的氧化性
B.a处先变红后褪色,说明SO2是酸性氧化物和具有漂白性
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现灰白色固体,冷却后,将试管中混合物沿烧杯内壁倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,溶液变成蓝色,说明生成了硫酸铜
易错点2　忽视浓硫酸的特性而出错
3.(2023河南平顶山一中阶段练习)下列说法正确的是　(　　)
A.浓硫酸能使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性
B.蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
C.浓硫酸有吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体
D.100 mL 18.0 mol·L-1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2的物质的量小于0.9 mol
4.(2024湖北重点高中智学联盟联考)下列叙述正确的有几项(　　)
①常温下,浓硫酸可以用铝槽车盛装,说明浓硫酸不与铝反应
②将浓硫酸滴加到胆矾上,固体由蓝色变为白色,体现了浓硫酸的吸水性
③NaCl固体和浓硫酸共热可以制HCl,同理KI固体和浓硫酸共热也可以制HI气体
④为了加快锌粒和0.1 mol/L硫酸反应制氢气,可改用锌粉或
18.4 mol/L的硫酸
⑤将SO2和气体X一起通入BaCl2溶液中,有白色沉淀产生,则气体X可能有氧化性
A.2　　　B.3　　　C.4　　　D.5
易错点3　忽略酸性条件下N具有强氧化性
5.(2024云南丽江月考)某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示,下列有关说法正确的是(　　)
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2
B.由上述实验可知:Cu在常温下既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D.③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4 4CuSO4+2NO↑+4H2O
6.(2024山东省实验中学测试)某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和0.1 mol·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)为(　　)
A.0.15 mol·L-1　　　　　　B.0.225 mol·L-1
C.0.35 mol·L-1　　　　　　D.0.45 mol·L-1
思想方法练
利用“守恒”思想解答硝酸、浓硫酸与金属反应的相关计算题
方法概述
　　硝酸、浓硫酸均具有强氧化性,与金属反应时,均表现出氧化性和酸性。反应中生成NOx、SO2时表现出氧化性,生成盐时表现出酸性。可利用守恒思想解答这类试题:
(1)两个守恒:氮或硫原子守恒、得失电子守恒;(2)起酸性作用的HNO3、H2SO4的物质的量等于生成的硝酸盐、硫酸盐中N、S的物质的量;(3)可利用离子方程式快速找出各量的相互关系。
1.(2023江西南昌阶段练习)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c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述中错误的是(　　)
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.反应中共消耗Zn 97.5 g
C.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共转移3 mol电子
2.(2024江苏扬州邗江中学期中)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.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
B.收集的氮氧化物的体积为20.16 L
C.反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物,又是还原产物
D.若铜片为51.2 g,则生成0.2 mol NaNO3
3.(2024湖北云学新高考联盟期中联考)将13.6 g Cu和Cu2O组成的混合物加入250 mL一定浓度的稀硝酸中,固体完全溶解生成Cu(NO3)2和NO,向所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol/L NaOH溶液时,金属离子恰好沉淀完全,生成沉淀的质量为19.6 g,下列说法错误的是(　　)
A.原稀硝酸的浓度为2 mol/L
B.Cu和Cu2O的物质的量之比为2∶1
C.反应后剩余硝酸的物质的量为0.1 mol
D.产生的NO在标准状况下的体积为2.24 L
4.(2024浙江绍兴期末)实验研究发现,金属与硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度较稀时,硝酸可被还原为N。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与足量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出,在反应结束后的溶液中逐滴加入5 mol/L NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.b点到c点的反应为H++OH- H2O
B.样品中铝粉和铁粉的质量之比为5∶3
C.a点对应NaOH溶液的体积为40 mL
D.原硝酸溶液中硝酸的物质的量为0.47 mol
综合拔高练
五年高考练
考点1　硫及其化合物
1.(2023北京,7)蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如下图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是(　　)
A.过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
2.(2022全国乙,9改编)某白色粉末样品,可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液。
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是【提示:S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O】(　　)
A.Na2SO4、Na2S2O3　　　　　　B.Na2SO3、Na2S2O3
C.Na2SO4、Na2CO3　　　　　　D.Na2SO3、Na2CO3
3.(2024黑吉辽,4改编)硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.标准状况下,11.2 L SO2中原子总数为0.5NA
B.0.1 mol/L Na2SO3溶液中,Na+数目为0.2NA
C.反应①每消耗3.4 g H2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1 mol还原产物,转移电子数目为2NA
4.(2024湖北,7)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S 3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O 2FeCl2+H2SO4+2HCl
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O 2CuCl↓+H2SO4+2HCl
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O CO2+2NaHSO3
5.(2020北京,19)探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3 Na2S+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:　　　　　　　　　
　　　　　 　　　　 　　　　　。
考点2　氮及其化合物
6.(2023江苏,8)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.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀) NO NO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2 NO HNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CO N2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
7.(2024河北,10)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)(　　)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2+浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
8.(2024湖南,7)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是(　　)
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O 2HNO3+NO
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
考点3　无机非金属材料
9.(2024黑吉辽,1)文物见证历史,化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是(　　)
A.金代六曲葵花鎏金银盏
B.北燕鸭形玻璃注
C.汉代白玉耳杯
D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
10.(2024河北,1)燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是(　　)
A.青铜铺首主要成分是铜锡合金
B.透雕白玉璧主要成分是硅酸盐
C.石质浮雕主要成分是碳酸钙
D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
11.(2023湖北,3改编)工业制备高纯硅的主要过程如下:
石英砂粗硅SiHCl3 高纯硅
已知:SiHCl3易与水反应。
下列说法错误的是(　　)
A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑
B.制备光导纤维的是Si
C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D.生成SiHCl3的反应为氧化还原反应
12.(2022广东,3)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(　　)
文物
选项 A.南宋鎏金饰品 B.蒜头纹银盒
文物
选项 C.广彩瓷咖啡杯 D.铜镀金钟座
13.(2020浙江7月选考,24)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确的是(　　)
A.可发生反应:Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O
B.具有吸水性,需要密封保存
C.能与SO2反应生成新盐
D.与足量盐酸作用,所得固体产物主要为SiO2
三年模拟练
应用实践
1.(2024辽宁师范大学附中期中)下列关于重要非金属元素的用途的叙述错误的是(　　)
A.食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B.自然界中存在游离态的硫和某些化合态的硫(如黄铁矿FeS2),它们均可作为工业上制备硫酸的原料
C.氨气是重要的化工原料,可为其他化工产品的生产提供原料
D.高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、建筑装饰使用的彩色玻璃、长江三峡大坝使用的水泥、用作砂轮磨料的碳化硅都属于传统的无机非金属材料
2.(2024北京人大附中月考)实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法不正确的是(　　)
A.有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降可能与反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
3.(2024山东新高考联合质量测评)物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。结合硫元素的“价 — 类”二维图分析,下列有关说法正确的是(　　)
已知:e、f、g为常见的钠的正盐。
A.在碱性条件下,将e和f的溶液混合,会有d生成
B.图中既有氧化性又有还原性的物质有4种
C.将b的稀溶液滴加到紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
D.将c的浓溶液滴加在胆矾晶体上,晶体由蓝色变成白色,体现了c的脱水性
4.(2024广东深圳期末)硫酸亚铁溶液可用于催化脱除烟气中的二氧化硫等有害气体,反应原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.反应Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4
B.反应Ⅱ的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+
C.反应一段时间后,溶液中c(H2SO4)保持不变
D.反应中每脱除11.2 L(标准状况)SO2,消耗O2的质量为8 g
5.(2024辽宁省实验中学阶段测试)已知:①NO可与过氧化钠粉末发生化合反应生成NaNO2,②NO能被酸性KMnO4溶液氧化成N。某兴趣小组设计了如图所示的装置制备NaNO2,下列说法不正确的是(　　)
A.装置A无需加热,滴入浓硝酸就能发生反应
B.装置B中铜的作用是提高NO的生成率
C.装置C中装的药品可以是氢氧化钠固体
D.装置E中的酸性KMnO4溶液的主要作用是吸收多余的NO
6.(2024江西赣州摸底考)为探究NO2的性质,设计了如下实验。
实验 装置
实验 操作 及现 象 ①抽去毛玻璃片后,反应瓶内壁有白色固体物质生成,红棕色气体逐渐变浅,直至无色; ②取白色固体物质溶于水,依次加入稀盐酸、BaCl2溶液,溶液中出现白色沉淀
已知:不考虑浓硝酸的挥发。
下列说法错误的是(　　)
A.白色固体主要成分为SO3
B.物质氧化性:浓硝酸>NO2>SO3
C.能用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2与Br2(g)
D.实验后的剩余气体可用酸性KMnO4溶液处理,防止污染空气7.(2024福建厦门期中)黄铜矿主要成分是FeCuS2,还含有SiO2,以该黄铜矿为原料制备胆矾的流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.方案Ⅰ中,“浸取”时使用98%浓硫酸
B.滤渣Ⅱ中含SiO2和S
C.可用氯水和KSCN溶液检验滤液Ⅰ和滤液Ⅱ中是否含Fe2+
D.方案Ⅰ更符合环保要求
迁移创新
8.(2024山东潍坊期末)Cu2O是一种常用的杀菌剂和催化剂。工业上制取Cu2O的工艺如图所示(制取Cu2O时需补加NaOH以保持反应在弱酸性条件下进行)。
已知:溶液A的主要溶质M为酸式盐;化合物C为正盐;当溶液酸性减弱到一定程度时,Cu2+部分转化为Cu(OH)2沉淀且满足=3.9×108。
回答下列问题:
(1)M的化学式为　　　　;“真空蒸发”的原因是　　　　　　　　　　　　。
(2)溶液A→溶液B发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　;若Cu2O产量不变,参与反应的化合物C与CuSO4物质的量之比减小时,需补加NaOH的量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)为探究Cu2O的还原性,将一定量Cu2O与某浓度的硝酸反应,溶液的体积为1 L,溶液中c(Cu2+)与硝酸还原产物的分布分数随时间的变化如图所示。则t1时刻,溶液中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　;t2时刻,测得溶液中c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1,Cu(OH)2沉淀的质量为1.96 g,则此时溶液中c(N)为　　　　 mol·L-1(忽略溶液体积变化)。
答案与分层梯度式解析
本章复习提升
易混易错练
1.D　将SO2通入溴水中,发生反应SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,在该反应中Br2变为HBr,因而溴水褪色,SO2体现还原性,A项正确;将SO2通入品红溶液中时,SO2会与品红结合形成不稳定的无色物质而使品红溶液褪色,因而SO2体现漂白性,B项正确;将SO2通入硫化氢溶液中,发生反应SO2+2H2S 3S↓+2H2O,SO2体现氧化性,C项正确;将SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,溶液褪色,是由于SO2与NaOH溶液反应消耗了NaOH,在该实验中SO2体现酸性氧化物的性质,D项错误。
易错分析　不要误以为与SO2有关的褪色现象一定都体现SO2的漂白性。例如SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,SO2体现还原性;SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,SO2体现出酸性氧化物的性质。
2.D　铜与热浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,硫酸体现强氧化性和酸性,A错误;SO2是酸性氧化物,能使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色,B错误;品红溶液褪色体现了二氧化硫的漂白性,酸性高锰酸钾溶液褪色体现了二氧化硫的还原性,C错误;铜与浓硫酸反应生成硫酸铜白色固体,冷却后将试管中混合物倒入盛水的烧杯中,硫酸铜固体溶解后溶液呈蓝色,通过观察颜色可以确定产物,D正确。
3.D　浓硫酸能使蓝矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的吸水性,A项错误;蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,B项错误;浓硫酸具有吸水性,可干燥酸性气体,但不能干燥碱性气体NH3和具有还原性的气体H2S、HI等,C项错误;随着反应不断进行,浓硫酸变稀,稀硫酸与Cu不反应,即该浓硫酸和足量铜反应生成的SO2小于0.9 mol,D项正确。
4.A　①常温下浓硫酸使铝钝化,发生氧化还原反应,错误;②浓硫酸使胆矾固体由蓝色变为白色,是胆矾失去结晶水,体现了浓硫酸的吸水性,正确;③碘离子还原性强,能被浓硫酸氧化,错误;④18.4 mol/L的硫酸为浓硫酸,与锌粒反应生成二氧化硫气体,错误;⑤把SO2和气体X一起通入BaCl2溶液中,有白色沉淀产生,若生成的白色沉淀是BaSO4,则X气体可能具有氧化性,正确;所以叙述正确的有2项,选A。
易错分析　(1)混淆浓硫酸的吸水性与脱水性,如利用浓硫酸吸收胆矾中的结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,并非脱水性。(2)误认为钝化就是不发生化学反应。(3)浓硫酸与某些金属的反应中,浓硫酸不一定全反应,若浓硫酸未完全反应,不能根据浓硫酸的量进行相关计算。
5.D　向①中加入稀硝酸,①中发生的反应为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,稀硝酸被还原为NO,A错误;Cu在常温下可与稀硝酸反应,不能与稀硫酸反应,但③中溶液中存在N,酸性条件下N具有强氧化性,加入稀硫酸后Cu继续反应,B、C错误;③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4 4CuSO4+2NO↑+4H2O,D正确。
易错分析　N在酸性条件下具有强氧化性,这个知识点在离子共存、离子方程式书写中经常涉及;解题时应注意N(H+)与还原性物质反应时N发生还原反应。
6.B　HNO3、H2SO4混合液中H+总的物质的量为0.06 mol,N的物质的量为0.04 mol,Cu的物质的量为0.03 mol。根据反应3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O,可知H+量不足,应根据H+的物质的量进行计算。
3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
8 3
0.06 mol n(Cu2+)
n(Cu2+)=0.06 mol×=0.022 5 mol,c(Cu2+)==0.225 mol·L-1。
思想方法练
1.C　浓硫酸与Zn反应生成SO2,随着反应进行,浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸与Zn反应生成H2,33.6 L气体为SO2和H2的混合气体,反应后溶液中n(H+)=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol,即反应后剩余0.05 mol H2SO4,反应中消耗n(H2SO4)=0.1 L×18.5 mol·L-1-0.05 mol=1.8 mol;设反应生成SO2和H2的物质的量分别为x和y,则有:
Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O
2x x
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
y y
则x+y=,2x+y=1.8 mol,解得x=0.3 mol,y=1.2 mol,即n(SO2)∶n(H2)=V(SO2)∶V(H2)=0.3∶1.2=1∶4,A项正确,C项错误;反应中消耗m(Zn)=(0.3 mol+1.2 mol)×65 g·mol-1=97.5 g,B项正确;结合化学方程式和化合价变化可知生成0.3 mol SO2和1.2 mol H2转移电子的物质的量分别为0.6 mol和2.4 mol,即反应中共转移3 mol电子,D项正确。
方法点津　浓硫酸与足量活泼金属Zn反应,先生成SO2,后生成H2;与足量Cu等不活泼金属反应,只能生成SO2,反应后硫酸有剩余。根据反应中得失电子守恒、原子守恒列式可进行相关计算。
2.D　常温下,Cu能与浓硝酸反应,A错误;气体所处状况未知,无法计算其体积,B错误;反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物,C错误;分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+、HNO3→NaNO2,51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol,共失电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol,D正确。
方法点津　解答金属与酸(含混酸)的相关计算问题,往往需要利用守恒法;同学们在利用守恒法时可以抛开复杂的转化过程,只需找到始态和终态某一特定的量是固定不变的即可。
3.A　Cu和Cu2O与一定浓度的稀硝酸反应,固体完全溶解,生成Cu(NO3)2和NO,向所得溶液中加入NaOH溶液,反应生成Cu(OH)2沉淀19.6 g,Cu(OH)2的物质的量为=0.2 mol,说明n(Cu2+)=0.2 mol,Cu和Cu2O的混合物中氧元素的质量为13.6 g-64 g/mol×0.2 mol=0.8 g,n(O)==0.05 mol,则n(Cu2O)=0.05 mol,n(Cu)=0.1 mol。所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol/L的NaOH溶液,金属离子沉淀完全,所得溶液中溶质为NaNO3,即n(N)=n(Na+)=0.5 mol,n(HNO3)总=n(N)+n(NO),铜元素失去电子的物质的量为0.1 mol×2+0.05 mol×2×1=0.3 mol,根据得失电子守恒可知n(NO)=0.1 mol,则原稀硝酸的浓度为=2.4 mol/L,A错误;根据以上分析可知Cu和Cu2O的物质的量之比为0.1∶0.05=2∶1,B正确;n(HNO3)总=0.6 mol,反应后生成的n[Cu(NO3)2]=0.2 mol,则Cu(NO3)2中含有N的物质的量为0.4 mol,n(NO)=0.1 mol,说明反应后剩余硝酸的物质的量为0.6 mol-0.4 mol-0.1 mol=0.1 mol,C正确;由n(NO)=0.1 mol可知,标准状况下NO的体积为2.24 L,D正确。
4.C　分析题图结合题中信息可知,0~a发生的反应为H++OH- H2O,a~b发生的反应为Fe3++3OH- Fe(OH)3↓、Al3++3OH- Al(OH)3↓,b~c发生的反应为N+OH- NH3·H2O,c~d发生的反应为Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-。由分析可知,A项错误;b~c发生的反应为N+OH- NH3·H2O,消耗NaOH溶液的体积为(94-88) mL=6 mL,消耗NaOH的物质的量为5 mol/L×0.006 L=0.03 mol,则生成的铵根离子为0.03 mol,氮元素由+5价降低为-3价,得电子的物质的量为0.03 mol×8=0.24 mol,c~d发生反应Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-,消耗NaOH溶液的体积为(104-94) mL=10 mL,消耗NaOH的物质的量为5 mol/L×0.01 L=0.05 mol,故Al(OH)3的物质的量为0.05 mol,则Al的物质的量为0.05 mol,由得失电子守恒可列式为n(Fe)×3+0.05 mol×3=0.24 mol,n(Fe)=0.03 mol,样品中铝粉和铁粉的质量之比为(0.05 mol×27 g/mol)∶(0.03 mol×56 g/mol)=45∶56,B项错误;a~b发生反应Fe3++3OH- Fe(OH)3↓、Al3++3OH- Al(OH)3↓,消耗NaOH的物质的量为(0.05 mol+0.03 mol)×3=0.24 mol,消耗NaOH溶液的体积为48 mL,故a点对应NaOH溶液的体积为88 mL-48 mL=40 mL,C项正确;b点时,溶液中溶质为NaNO3和NH4NO3,由氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+2n(NH4NO3)=5 mol/L×0.088 L+2×0.03 mol=0.5 mol,D项错误。
综合拔高练
五年高考练
1.C　A项,过程①中蔗糖(C12H22O11)脱水变成碳单质,体现了浓硫酸的脱水性,正确;B项,过程②中碳与浓硫酸发生反应C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生大量的CO2、SO2气体,使固体体积膨胀,正确;C项,过程中产生了SO2,其能使品红溶液褪色,但在碳与浓硫酸的反应中浓硫酸体现的是强氧化性,没有体现浓硫酸的酸性,不正确;D项,蔗糖与浓硫酸发生了化学反应,所以蔗糖分子发生了化学键的断裂,正确。
教材溯源　浓硫酸与蔗糖的反应
　　向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成黑色固体,并放出有刺激性气味的气体。对实验现象的解释如下:
①蔗糖与浓硫酸作用的过程中,蔗糖逐渐变黑,发生的反应为C12H22O11 12C+11H2O,体现了浓硫酸的脱水性;②体积膨胀,呈疏松多孔状,说明有大量气体产生,产生的刺激性气味的气体是SO2,发生的反应为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,体现了浓硫酸的强氧化性。
2.A　实验②说明样品中一定含有Na2S2O3,发生反应Na2S2O3+2HCl 2NaCl+S↓+SO2↑+H2O;实验③说明样品中一定含有Na2SO4,发生反应Na2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NaCl,故选A。
3.D　标准状况下,11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol,所含原子总数为1.5NA,A错误;溶液的体积未知,不能确定Na+的数目,B错误;反应①为2H2S+SO2 3S↓+2H2O,每消耗3.4 g(即0.1 mol)H2S,生成物中硫原子数目为0.15NA,C错误;反应②为3S+6OH- 2S2-+S+3H2O,还原产物为S2-,每生成1 mol S2-,转移电子数目为2NA,D正确。
4.A　A项,SO2具有氧化性,与Na2S反应生成S,产生淡黄色沉淀,SO2过量,故另一产物为NaHSO3,化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O 3S↓+4NaHSO3,错误;B项,SO2具有还原性,将FeCl3还原为FeCl2,溶液由棕黄色变浅绿色,化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O 2FeCl2+H2SO4+2HCl,正确;C项,SO2具有还原性,将CuCl2还原为白色沉淀CuCl,溶液褪色,化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O 2CuCl↓+H2SO4+2HCl,正确;D项,亚硫酸的酸性大于碳酸,过量SO2与碳酸钠反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O CO2+2NaHSO3,碳酸钠溶液显碱性,NaHSO3溶液显酸性,含酚酞的溶液由红色变无色,正确。
考场速决　根据题目信息“过量SO2”可推知,A项中的产物不应是Na2SO3,而应该是NaHSO3。
5.答案　(1)Cu2++S2- CuS↓
(2)向上层清液中滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成
(3)①若含有Na2SO3,则白色沉淀1与H2SO4反应后所得的溶液2中含有H2SO3,可使KMnO4溶液紫色褪去
②若用盐酸代替硫酸,溶液2中含有Cl-,酸性溶液中Cl-可被KMnO4溶液氧化,使溶液紫色褪去
③+2H+ (x-1)S↓+H2S↑
(4)Na2SO3中硫元素显+4价,发生氧化还原反应时,硫元素升高到+6价生成Na2SO4,降低到0价生成S比降低到-2价生成Na2S更容易
解析　(1)CuS为难溶于水的黑色固体。
(2)溶液B中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S,干扰S的检验。加入足量盐酸,离心沉降后,再用上层清液检验S。
(3)①若固体A中有未分解的Na2SO3,溶液B与足量BaCl2溶液反应后生成的白色沉淀1中含有BaSO4与BaSO3,BaSO3与H2SO4反应生成的溶液2中含有H2SO3,H2SO3可使少量KMnO4溶液紫色褪去。②酸性溶液中KMnO4可氧化Cl-。③Na2Sx与酸反应生成S和H2S。
6.B　B项,NO与H2O不反应,不能直接得到HNO3,可通过通入O2来实现,错误。
7.C　饱和Na2SO3溶液和浓硫酸反应可以制SO2,使用固液不加热制气装置,SO2密度比空气大,用向上排空气法收集,利用图中装置可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;MnO2和浓盐酸在加热条件下反应可以制Cl2,使用固液加热制气装置,Cl2密度比空气大,用向上排空气法收集,利用图中装置可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;固体NH4Cl与熟石灰加热可以制NH3,需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生实验,C符合题意;石灰石和稀盐酸反应可以制CO2,使用固液不加热制气装置,CO2密度比空气大,用向上排空气法收集,利用图中装置可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意。
考场速决　观察法解题,制气装置中使用分液漏斗,分液漏斗是盛装液体的,所以反应物均为固体的C项不能使用该装置。
8.C　开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是体系温度低;铜丝和稀硝酸反应生成NO,且该反应放热,温度升高,铜丝表面气泡释放速度逐渐加快;NO遇锥形瓶中的空气生成NO2,气体颜色加深;当锥形瓶内的氧气耗尽后,不再有NO2生成,且NO2和水反应生成无色的NO,导致气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;随着瓶内NO的量增多,压强增大,将稀硝酸压入长颈漏斗中,稀硝酸液面下降,当铜丝不和稀硝酸接触时反应停止。故选C。
9.A　金代六曲葵花鎏金银盏的主要成分为金属,北燕鸭形玻璃注、汉代白玉耳杯、新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分均为硅酸盐。故选A。
10.D　青铜铺首是青铜器,主要成分是铜锡合金,A正确;透雕白玉璧的主要成分是硅酸盐,B正确;石质浮雕的主要成分是碳酸钙,C正确;青花釉里红瓷盖罐是陶瓷,陶瓷的主要成分是硅酸盐,D错误。
11.B　SiO2和C在高温条件下发生反应生成Si和CO,因此,制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,A说法正确。制备光导纤维的是SiO2,B说法错误。在制备高纯硅的过程中有SiHCl3和Si生成,Si易与氧气反应,SiHCl3易与水反应,因此,原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C说法正确。生成SiHCl3的反应为Si+3HClSiHCl3+H2,该反应为氧化还原反应,D说法正确。
教材溯源　高纯硅的制备
　　工业上制备高纯硅,一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅,再以其为原料制备高纯硅。它可以按下列方法制备:
其中涉及的主要反应的化学方程式是:
①SiO2+2C Si+2CO↑;
②Si+3HCl SiHCl3+H2;
③SiHCl3+H2 Si+3HCl。
12.C　A项,鎏金工艺是在器物表面镀上一层金,器物本身的材质并不固定,错误;B项,蒜头纹银盒的材质是金属银,错误;C项,陶瓷属于硅酸盐制品,正确;D项,铜镀金钟座的主要成分是金属,错误。
13.D　A项,Ca3SiO5可表示为CaSiO3·2CaO,故可发生反应Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,正确。B项,水泥具有吸水性,需密封保存,正确。C项,SO2+H2O H2SO3,H2SO3的酸性比H2SiO3强,故Ca3SiO5能与SO2反应生成新盐,正确。D项,根据强酸制取弱酸的原理,所得固体产物主要是H2SiO3,错误。
三年模拟练
1.D　SO2具有漂白性和还原性,在食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,A正确;硫在自然界中以游离态和化合态存在,硫单质和某些化合态的硫均可转化为二氧化硫,所以都可作为工业上制备硫酸的原料,B正确;氨气是重要的化工原料,可为其他化工产品的生产提供原料,C正确;用作砂轮磨料的碳化硅属于新型无机非金属材料,D错误。
2.C　解答本题首先应根据图像分析反应过程中可能发生的反应:
根据分析可知,有O2生成推测可能发生了反应2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2,A正确;bc段O2含量下降,可能是发生了反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4,B正确;HNO3具有强氧化性,能将S氧化为S,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,C不正确;SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,所以产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,D正确。
3.B　由硫元素的“价 — 类”二维图分析,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S,e为Na2S,f为Na2SO3,g为Na2SO4。在碱性条件下,将硫化钠和亚硫酸钠混合,不发生反应,酸性条件下发生反应2S2-+S+6H+ 3S↓+3H2O,生成S单质,A错误;图中既有氧化性又有还原性的物质有a(H2S)、b(H2SO3)、d(S)、f(Na2SO3),B正确;将H2SO3的稀溶液滴加到紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色,C错误;将浓硫酸滴加在CuSO4·5H2O上,晶体由蓝色变成白色,体现了浓硫酸的吸水性〗,D错误。
4.C　反应Ⅰ的化学方程式为4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O,该反应中氧化剂是氧气,还原剂是硫酸亚铁,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4,A正确;反应Ⅱ的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+,B正确;反应过程中,不断向体系中通入SO2,最终转化成H2SO4,总反应的化学方程式为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4,H2SO4的浓度会增大,C错误;根据总反应可知,每脱除11.2 L(标准状况)即0.5 mol SO2,需消耗0.25 mol O2,质量为8 g,D正确。
5.A　浓硝酸和碳在常温下不反应,加热时发生反应C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,A错误;装置B中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,稀硝酸和铜反应生成一氧化氮,铜可以提高NO的生成率,B正确;从装置B中出来的一氧化氮气体中混有二氧化碳和水蒸气,所以装置C中装的药品可以是氢氧化钠固体,用于吸收二氧化碳和水蒸气,C正确;一氧化氮不能直接排放到空气中,则装置E中的酸性KMnO4溶液的主要作用是吸收多余的NO,D正确。
6.C　毛玻璃片左侧反应生成NO2,右侧反应生成SO2,根据现象②推知白色固体是SO3,根据现象①推知NO2与SO2反应生成SO3和NO。由上述分析可知,白色固体主要成分是SO3,A正确;左侧浓硝酸与铜反应生成NO2,则浓硝酸氧化性强于NO2,NO2与SO2反应生成SO3和NO,NO2的氧化性强于SO3,故氧化性为浓硝酸>NO2>SO3,B正确;NO2与Br2(g)都能将碘离子氧化为碘单质,都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,无法鉴别,C错误;实验后剩余气体有NO,还可能有SO2,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,可以吸收NO、SO2,进行尾气处理,D正确。
7.B　结合图示流程可进行简要梳理:
98%浓硫酸中H2SO4主要以分子形式存在,溶液中H+浓度小,“浸取”效果差,故方案Ⅰ“浸取”时不能用98%浓硫酸,A项错误;结合流程可知滤渣Ⅱ主要含SiO2和S,B项正确;滤液Ⅰ、Ⅱ中均含Fe3+,不能用氯水和KSCN溶液检验是否含Fe2+,C项错误;方案Ⅰ在煅烧时产生有毒的SO2,D项错误。
思维升华　解答工艺流程题,需明确:
(1)所给原料是什么,要制备什么或通过分离、提纯得到什么物质;
(2)结合已有知识和题中所给信息,一般根据“箭头对应生成物,箭尾对应反应物”,看明白流程中的物质转化,并写出相关化学方程式;
(3)能根据物质的分离提纯方法,确定某操作后物质的成分;
(4)能从环保、试剂成本等角度综合考虑流程、方案的优劣。
8.答案　(1)NaHSO3　防止Na2SO3被氧化
(2)HS+OH- S+H2O　增大
(3)12Cu2O+58HNO3 24Cu(NO3)2+7NO↑+3NO2↑+29H2O　5×10-3
解析　
(1)溶液A的主要溶质是NaHSO3,则M为NaHSO3;Na2SO3具有还原性,溶液真空蒸发的原因是防止Na2SO3被氧化。
(2)溶液A→溶液B涉及NaHSO3与NaOH反应生成Na2SO3和H2O,发生反应的离子方程式为HS+OH- S+H2O;少量Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是S+2Cu2++2H2O S+Cu2O↓+4H+,反应过程中酸性越来越强,若Cu2O产量不变,应增大NaOH的量。
(3)由题意可知反应物是Cu2O与HNO3,据题图可知t1时刻,生成物是Cu2+、NO、NO2,其中NO和NO2的物质的量之比为7∶3,反应的化学方程式为12Cu2O+58HNO3 24Cu(NO3)2+7NO↑+3NO2↑+29H2O;t2时刻,Cu(OH)2沉淀的质量为1.96 g,n[Cu(OH)2]==0.02 mol,转移0.02 mol电子,Cu2+部分转化为Cu(OH)2沉淀且满足=3.9×108,t2时刻,测得溶液中c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1,则c(Cu2+)=3.9×108×(1.0×10-5)2 mol·L-1=3.9×10-2 mol·L-1,转移0.039 mol电子,故Cu2O共转移电子0.02 mol+0.039 mol=0.059 mol,t2时刻,HNO3的还原产物为N、NO和N2,设被还原的HNO3的物质的量为x,则n(N)=0.5x、n(NO)=0.3x、n(N2)=0.1x,由得失电子守恒得8×0.5x+3×0.3x+5×2×0.1x=0.059 mol,解得x=0.01 mol,c(N)=0.5×0.01 mol÷1 L=5×10-3 mol·L-1。
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