第五章　化工生产中的重要非金属元素--2026人教版高中化学必修第二册章节练

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2026人教版高中化学必修第二册
第五章　化工生产中的重要非金属元素
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Al-27　Si-28　S-32　Fe-56。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.中华传统文化中蕴含着很多化学知识,下列说法错误的是(　　)
A.“落红不是无情物,化作春泥更护花”蕴含着自然界中的碳、氮循环
B.《元丰行示德逢》里“雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋”涉及化学反应N2+O22NO
C.《天工开物》中有“至于矾现五色之形,硫为群石之将,皆变化于烈火”,其矾指的是金属硫酸盐
D.《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳”,其硫指的是浓硫酸
2.下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A.Fe FeCl2 Fe(OH)2
B.H2S SO3 H2SO4
C.N2(g) NH3(g) NO(g)
D.SiO2(g) H2SiO3 Na2SiO3
3.下列指定反应的离子方程式书写错误的是(　　)
A.向NaClO溶液中通入过量SO2:SO2+H2O+3ClO- S+Cl-+2HClO
B.少量铁粉与稀硝酸反应:Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O
C.向Na2SiO3溶液中通入足量CO2:Si+2CO2+2H2O H2SiO3↓+2HC
D.向Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸:S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O
4.下列离子组在指定条件下的溶液中,一定能大量共存的是(　　)
A.能使pH试纸变红的溶液:N、Na+、S、Fe3+、N
B.含有大量N的溶液:H+、Fe2+、S、Cl-
C.含有大量Cl-的溶液:Fe3+、Mg2+、S、OH-
D.加入铁粉后产生大量氢气的溶液:N、Na+、C、S
5.我国科研团队借助一种固体催化剂(LDH),在常温、常压和可见光条件下合成了氨,其过程如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
N2的电子式是
B.反应的化学方程式为2N2+6H2O 4NH3+3O2
C.反应消耗28 g N2,转移电子3 mol
D.该方法比工业上合成氨能耗小,对设备要求低
6.锥形瓶内盛有气体X,胶头滴管内盛有液体Y。若挤压胶头滴管,使液体Y滴入锥形瓶中,振荡,过一会儿可见小气球a有很明显鼓起现象。气体X和液体Y不可能是(　　)
A.X是NH3,Y是水
B.X是SO2,Y是NaOH浓溶液
C.X是CO2,Y是稀硫酸
D.X是HCl,Y是NaNO3稀溶液
7.用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法错误的是(　　)
途径①:SH2SO4;途径②:SSO2SO3H2SO4
A.途径①中的反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B.在实际工业生产中,途径②的第三步在吸收塔中进行,宜用98.3%的浓硫酸作吸收剂
C.由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上均消耗1 mol S,均共转移6 mol电子
D.途径②相对于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
8.连四硫酸钠(Na2S4O6)与盐酸反应的离子方程式为2S4+4H+ 3S↓+5SO2↑+2H2O,
按如图装置制备足量SO2并探究其性质。下列表述不正确的是(　　)
A.Ⅱ中溶液由紫色变成红色
B.Ⅲ中溶液褪色说明SO2有还原性
C.Ⅳ中溶液无明显变化
D.基于环保,本实验应连接尾气处理装置
9.价—类二维图是学习元素及其化合物知识的高效模型,下列有关氮元素部分价—类二维图的说法正确的是(　　)
A.物质a和HCl化合成物质f称为氮的固定
B.在一定条件下a与O2反应能直接转化成b
C.物质b或c分别与水反应均可生成物质d
D.当物质e、f为同一物质时可用作复合肥
10.某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
下列说法正确的是(　　)
A.固体1是CaSO3
B.X可以是空气,且需过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含N废水时,发生的反应为N+5N+4H+ 6NO↑+4H2O
11.根据下列实验操作和现象,所得结论正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 结论
A 向NaHS溶液中滴入稀盐酸 生成臭鸡蛋气味气体(经检验为H2S) 非金属性:Cl>S
B 向某溶液中加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成 该溶液中一定含有S
C 将浓硫酸与蔗糖混合搅拌,并用湿润的品红试纸检验产生的气体 蔗糖变黑,品红试纸褪色 浓硫酸具有脱水性和氧化性
D 向浓硝酸中插入红热的木炭 产生红棕色气体 红棕色的NO2一定是由木炭和浓硝酸反应生成的
12.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是(　　)
甲 乙 丙 丁 戊 己
已知:①浓硝酸可氧化NO。②NaOH溶液能吸收NO2,不能吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生反应的化学方程式:2NO+2Fe2FeO+N2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置乙的作用是干燥,防止水蒸气进入戊中干扰反应
13.取7.2 g某铁铝合金溶于足量的稀硝酸中,金属无剩余。测得产生的气体体积为V1 L(标准状况)。向所得溶液中加过量的NaOH溶液出现红褐色沉淀,随后沉淀部分溶解,过滤得滤液Ⅰ。收集沉淀,洗涤、干燥、称重得m1 g,再加热至恒重,得固体质量为7.2 g。下列说法错误的是(　　)
A.合金中Fe与Al的物质的量之比为7∶3
B.m1=9.63
C.如果产生的气体只有NO,则V1=3.808
D.滤液Ⅰ主要成分为NaOH、NaNO3、Na[Al(OH)4]
14.黄铁矿(FeS2)作为电子供体的自养反硝化技术是处理低碳氮废水的一种潜力巨大的处理技术。FeS2氧化与反硝化耦合的机理如图所示。下列相关说法错误的是(　　)
A.整个反应过程中涉及的还原剂只有FeS2、S2、S
B.可用KSCN溶液检验体系中的Fe3+
C.整个反应过程中,1 mol FeS2最多提供15 mol电子
D.S2参与“反硝化”的离子方程式为5S2+8N+H2O 10S+4N2↑+2H+
15.(NH4)2SO4在一定条件下发生反应:4(NH4)2SO4 N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O。将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液中有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是(　　)
A.生成的沉淀中既有BaSO4又有BaSO3,且n(BaSO4)∶n(BaSO3)约为1∶1
B.生成的沉淀中既有BaSO4又有BaSO3,且n(BaSO4)∶n(BaSO3)约为1∶2
C.因为弱酸不能制强酸,所以该实验中反应后气体通入BaCl2溶液中只生成BaSO4沉淀
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后溶液所含的溶质只有NH4Cl
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)氮是自然界中生物体生命活动不可缺少的元素,其化合物种类丰富。
Ⅰ.氨是重要的化工原料,实验室可通过图1装置制取。已知:相同条件下,相对分子质量小的气体,运动速率较快。
　
(1)写出实验室制取NH3的化学方程式:　　　　　　　　　　　。
(2)请将图1方框中收集NH3的装置补充完整。
(3)图2中,玻璃管内可观察到的现象是　　　　　　　　　　　。
(4)图2反应的生成物溶于水得到溶液A,取溶液A少许于试管中,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则证明溶液A中含有N。
Ⅱ.某工厂制硝酸的流程如图所示。
(5)写出“氧化炉”中反应的化学方程式:　　　　　　　　　　。
(6)写出“吸收塔”中合成HNO3的化学方程式:　　　　　　　　　。
17.(15分)某小组同学制备NO2,并探究不同条件下NO2与H2O的反应。实验装置如图(夹持装置略)。
(1)装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。
(2)将收集装置B补充完整。
(3)用以上方法收集两试管NO2气体(均为12 mL),分别倒置在盛有热水(80 ℃)和冰水(0 ℃)的两只水槽中,观察实验现象,10分钟后记录如下(忽略温度对溶液pH及气体体积的影响):
实验编号 实验1-1(热水) 实验2-1(冰水)
剩余气体 无色,3 mL 几乎无气体
溶液状态 无色,pH=0.7 无色,pH=1.1
①检验实验1-1中剩余气体的方法:向试管中充入少量空气,气体由无色变为红棕色。用化学方程式表示检验的反应原理:　　　　　　　。
②甲同学认为实验2-1中NO2几乎全部溶于水,过程中未发生化学反应。证明甲同学猜想不成立的实验证据是　　　　　　　　　　　。
(4)将上述实验静置一天后观察:
实验1-2(热水):剩余气体4 mL,溶液无色,pH=0.6,无气泡生成。
实验2-2(冰水):剩余气体1 mL,溶液无色,pH=0.9,有无色细小气泡生成。
查阅资料:2NO2+H2O HNO3+HNO2,HNO2易分解。
①用化学方程式解释实验2-2有无色细小气泡生成的原因:　　　　　　　　　　　　　　。
②设计实验,证实NO2与H2O反应过程中产生了HNO2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(补充实验操作及现象)。
18.(14分)硫铁矿烧渣是制硫酸的副产物,其成分主要有Fe2O3、SiO2和少量FeS2,由硫铁矿烧渣制备铁红和新型陶瓷的流程如下图所示:
已知:FeS2+H2SO4 FeSO4+S↓+H2S↑,回答下列有关问题:
(1)细磨的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)滤渣A的成分为　　　　　　　　。
(3)流程中“还原”反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)新型陶瓷的化学式为　　　　　。
(5)写出流程中“煅烧”反应的化学方程式:　　　　　　　　　,在实验室中煅烧需要用到的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和　　　　。
(6)流程中循环利用的物质的化学式为　　　　　　。
19.(14分)(1)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。H2S的转化目前主要有以下两种方法:
方法Ⅰ 克劳斯燃烧法 H2SS
方法Ⅱ 铁盐、铜盐氧化法 H2SS
①方法Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　　。
图1
②方法Ⅱ,将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,物质转化如图1所示。下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A.Cu2+和H2S反应的离子方程式为S2-+Cu2+CuS↓
B.O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+4Fe3++2H2O
C.整个反应过程中溶液的pH变小(不考虑产生的H2O对溶液的稀释)
D.提高混合气体中O2的比例可防止生成的硫单质中混有CuS
(2)Pt-BaO双催化剂处理大气中的NO和H2S,工作原理如图2所示。
①NO和O2在催化剂Pt表面发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。
②通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NO2的储存和还原,储存NO2的物质是　　　　　　(填化学式)。
③NO2协同处理H2S过程中,NO2与H2S按物质的量之比1∶2通入,每处理0.2mol H2S时,转移电子数为0.4NA,则产物X的化学式为　　　　　　　(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)某同学结合HNO3受热分解的规律,采用图3所示装置加热Ba固体探究Ba分解规律(加热及夹持装置略)。加热过程中发现装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失;紫色石蕊溶液逐渐变为红色;②中溶液几乎不被压至装置③中。写出Ba受热分解的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图3
加热前称重为m g(含试管),反应结束后,冷却,再次称重为n g(含试管),反应结束后装置②中溶液的物质的量浓度为　　　　mol·L-1(用含m和n的式子表示,溶液体积视为100 mL)。
答案与解析
1.D　“落红不是无情物,化作春 泥更护花”蕴含着自然界中的物质循环,其中包括碳、氮循环,A正确;氮气和氧气在放电条件下反应生成一氧化氮,B正确;矾指的是金属的硫酸盐,C正确;《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳”,其硫指的是硫黄,D错误。
2.C　Fe与Cl2在加热条件下反应生成FeCl3,A错误;H2S与少量O2反应生成S,与足量氧气反应生成SO2,不会生成SO3,B错误;N2+3H2 2NH3,4NH3+5O2 4NO+6H2O,可以实现N2(g) NH3(g) NO(g)的转化,C正确;SiO2难溶于水,与水不反应,D错误。
3.A　二氧化硫具有还原性,可与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应,向NaClO溶液中通入过量SO2,反应的离子方程式为ClO-+H2O+SO2 2H++Cl-+S,A错误。
4.A　A项,能使pH试纸变红的溶液显酸性,N、Na+、S、Fe3+、N之间互不反应,且均不与H+反应,能大量共存;B项,H+、Fe2+、N会发生氧化还原反应,不能大量共存;C项,Fe3+、Mg2+分别与OH-反应产生Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;D项,加入铁粉后产生大量氢气的溶液显酸性,H+与C反应,不能大量共存。
5.C　N2的电子式为,A正确;根据题图可知,N2、H2O发生反应得到NH3、O2,该反应的化学方程式为2N2+6H2O 4NH3+3O2,B正确;根据化学方程式2N2+6H2O 4NH3+3O2,反应消耗28 g N2,转移电子6 mol,C错误;该过程实现了在常温、常压下氮的固定,太阳能向化学能转化,比工业上合成氨能耗小,对设备要求低,D正确。
6.C　A项,若X是NH3,Y是水,将水滴入锥形瓶中,NH3极易溶于水,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;B项,若X是SO2,Y是NaOH浓溶液,将NaOH浓溶液滴入锥形瓶中,SO2与NaOH反应,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;C项,若X是CO2,Y是稀硫酸,将稀硫酸滴入锥形瓶中,CO2与H2SO4不反应,且CO2在水中的溶解度不大,锥形瓶中的压强变化不大,小气球a变化不明显;D项,若X是HCl,Y是NaNO3稀溶液,将NaNO3稀溶液滴入锥形瓶中,HCl极易溶于水,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;故选C。
7.A　S与浓HNO3反应生成H2SO4、NO2和H2O,该反应中只体现了浓硝酸的强氧化性,A项错误;吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,能防止产生酸雾,B项正确;途径①和②都是利用S制备H2SO4,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,均转移6 mol e-,C项正确;途径①产生污染大气的NO2,途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,D项正确。
8.C　Na2S4O6和盐酸反应有SO2生成,SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3能使紫色石蕊溶液变红,A正确;SO2具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;SO2和水反应生成H2SO3,酸性条件下N具有强氧化性,能将+4价的硫氧化成+6价,所以Ⅳ中有BaSO4白色沉淀生成,C错误;SO2有毒,会污染环境,本实验应连接尾气处理装置,D正确。
9.C　根据题图可知,a为NH3,b为NO2,c为N2O5,d为HNO3,e为硝酸盐,f为铵盐。氮的固定为氮气转化为氮的化合物,NH3与HCl反应生成NH4Cl不属于氮的固定,A不正确;在一定条件下NH3与O2反应能转化成NO,不能直接转化成NO2,B不正确;b为NO2,NO2与水反应能生成HNO3,c为N2O5,N2O5与水反应生成HNO3,C正确;当物质e、f为同一物质时,其为NH4NO3,NH4NO3是氮肥,不属于复合肥,D不正确。
10.C　该工业废气通过过量的石灰乳,CO2、SO2被吸收,生成CaCO3和CaSO3,A项错误;剩余的气体中含有N2、NO和CO,从后面产物有NaNO2知,通入的X可能是空气,将NO氧化为NO2,但不能过量,B项错误;气体2为N2、CO,N2为无污染气体,所以捕获的气体主要是CO,C项正确;处理含N废水时,生成的是无污染气体,故不可能生成NO,D项错误。
11.C　向NaHS溶液中滴入稀盐酸,生成H2S,说明酸性HCl>H2S,但无法比较Cl、S的非金属性,A错误;白色沉淀可能为AgCl,因此不能说明题述溶液中一定含有,B错误;根据C项的实验现象可知,浓硫酸具有脱水性和氧化性,C正确;NO2不一定是由木炭和浓硝酸反应生成的,也可能是浓硝酸受热分解生成的,D错误。
12.D　装置甲用于制备NO气体,NO能与空气中的氧气反应生成NO2,因此制备出的NO气体中混有水蒸气、硝酸蒸气和NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO,硝酸蒸气可被水吸收,水蒸气能与铁反应,干扰实验,需利用装置己除去,NO有毒,需要有尾气处理装置,结合题中已知可知,应先将反应后剩余的NO通过浓硝酸进行氧化,再通过NaOH溶液吸收氧化后的气体,因此装置的连接顺序是a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正确;NO与铁粉反应生成N2和FeO,其反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,B正确;装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2,C正确;浓硝酸的作用是将NO氧化成NO2,D错误。
13.A　由题意可知铁铝合金质量与最终所得固体(Fe2O3)质量相等,其流程中Fe元素无损失,即合金中铝的质量等于Fe2O3中氧元素的质量,则m(Fe)∶m(Al)=(2×56)∶(3×16)=7∶3,而n(Fe)∶n(Al)=∶=9∶8,A项错误;合金中n(Fe)=×2=0.09 mol,即所得m[Fe(OH)3]=0.09 mol×107 g/mol=9.63 g,B项正确;根据得失电子守恒,Fe、Al失去电子共3×(0.09+0.08) mol=3×0.17 mol,则3×n(NO)=3×0.17 mol,解得n(NO)=0.17 mol,故V1=3.808,C项正确;依据题意可知滤液Ⅰ主要成分为Na[Al(OH)4]、NaNO3和NaOH,Fe3+已全部转化为Fe(OH)3沉淀,D项正确。
14.A　反硝化是硝酸盐被还原为氮气的过程,黄铁矿(FeS2)氧化与反硝化耦合的过程中,黄铁矿作为电子供体,在这个过程中被氧化,所以FeS2为还原剂;FeS2与Fe3+反应的离子方程式为FeS2+6Fe3++3H2O S2+6H++7Fe2+,生成的Fe2+最终被氧化为Fe(OH)3,则Fe2+也为还原剂,A错误。Fe3+与KSCN溶液反应,使溶液变成红色,则可用KSCN溶液检验体系中的Fe3+,B正确。FeS2在该过程中作还原剂,最终生成Fe(OH)3和S,铁元素从+2价升至+3价,硫元素从-1价升至+6价,则1 mol FeS2最多提供15 mol电子,C正确。S2参与“反硝化”是与N反应,生成N2和S的过程,根据原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒可得反应的离子方程式为5S2+8N+H2O 10S+4N2↑+2H+,D正确。
15.A　(NH4)2SO4分解的化学方程式为4(NH4)2SO4 N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O,设分解了4 mol (NH4)2SO4,则生成的N2、NH3、SO2、SO3的物质的量分别为1 mol、6 mol、3 mol、1 mol,分解产生的气体通入BaCl2溶液中,发生反应2NH3+SO3+H2O (NH4)2SO4、(NH4)2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NH4Cl,此过程中消耗1 mol SO3、2 mol NH3生成1 mol BaSO4沉淀;还剩余4 mol NH3,最终从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应,说明3 mol SO2全部反应,则发生的反应为4NH3+3SO2+3H2O (NH4)2SO3+2NH4HSO3、(NH4)2SO3+BaCl2 BaSO3↓+2NH4Cl,此过程将4 mol NH3、3 mol SO2全部消耗,生成1 mol BaSO3沉淀;根据上述分析,生成的沉淀中既有BaSO4又有BaSO3,且n(BaSO4)∶n(BaSO3)为1∶1,从溶液中逸出的气体只有N2,最后溶液所含的溶质有NH4Cl、NH4HSO3,故选A。
16.答案　(每空2分)
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)
(3)在靠近蘸有浓盐酸的棉球的一侧(或靠近B端)生成白烟
(4)向其中加入浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口处,有白烟生成)
(5)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(6)4NO+3O2+2H2O 4HNO3
解析　(1)实验室制取NH3的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氨气的密度小于空气,应用向下排空气法收集氨气。
(3)浓氨水易挥发出氨气,浓盐酸易挥发出氯化氢气体,相同条件下,相对分子质量小的气体,运动速率较快,则氨气分子较氯化氢分子运动速率快,在玻璃管内氨气和氯化氢在靠近蘸有浓盐酸的棉球的一侧相遇结合为氯化铵。
(4)证明溶液A中含有N的方法为取溶液A少许于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,试纸变蓝或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口处,有白烟生成。
(5)“氧化炉”中的反应为氨气的催化氧化,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。
(6)“吸收塔”中合成HNO3的反应为4NO+3O2+2H2O 4HNO3。
17.答案　(除标注外,每空2分)
(1)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)
(3)①2NO+O2 2NO2　②溶液无色、pH=1.1
(4)①3HNO2 HNO3+2NO↑+H2O　②取两支试管,向第1支试管中加入2 mL实验2-1(或实验2-2)中的溶液,向第2支试管中加入2 mL实验1-2中的溶液,分别向两支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,第1支试管中酸性高锰酸钾溶液褪色,第2支试管中酸性高锰酸钾溶液未褪色,则说明反应过程中产生了HNO2(5分)
解析　(2)铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,根据二氧化氮密度比空气大可知用排空气法收集时应长进短出,多余的二氧化氮气体用冷的氢氧化钠溶液吸收。
(3)①检验实验1-1中剩余气体的方法:向试管中充入少量空气,气体由无色变为红棕色,说明剩余气体为一氧化氮,NO与氧气反应生成二氧化氮:2NO+O2 2NO2;②实验2-1中溶液为无色,且溶液的pH=1.1,说明生成了酸,即证明二氧化氮与水发生了反应。
(4)①HNO2易分解,且生成的气体为无色,说明是一氧化氮,则实验2-2有无色细小气泡生成的原因是HNO2分解生成了NO,反应的化学方程式为3HNO2 HNO3+2NO↑+H2O;②证实NO2与H2O反应过程中产生了HNO2,补充实验如下:取两支试管,向第1支试管中加入2 mL实验2-1(或实验2-2)中的溶液,向第2支试管中加入2 mL实验1-2中的溶液,分别向两支试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,第1支试管中酸性高锰酸钾溶液褪色,第2支试管中酸性高锰酸钾溶液未褪色,则说明反应过程中产生了HNO2。
18.答案　(每空2分)
(1)增大酸浸时的接触面积,提高酸浸率
(2)SiO2和S
(3)2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+
(4)SiC
(5)4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2　坩埚
(6)SO2
解析　硫铁矿烧渣先细磨,加入稀H2SO4后生成硫酸铁、硫酸亚铁、单质硫和硫化氢,过滤后得到的滤渣A为二氧化硅和单质硫,单质硫与氧气反应生成的气体B为SO2,物质C为SiO2,SiO2与过量碳在高温条件下反应生成SiC;向过滤后得到的滤液中通入SO2还原硫酸铁,再加入Na2CO3,可生成碳酸亚铁固体,FeCO3在空气中煅烧,可生成铁红。
(1)细磨的目的是增大酸浸时的接触面积,提高酸浸率。
(2)由分析可知,滤渣A的成分为SiO2和S。
(3)气体B为SO2,其将硫酸铁还原为硫酸亚铁的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+。
(4)SiO2与过量C在高温条件下反应可生成SiC和CO。
(5)碳酸亚铁固体与空气中的氧气在高温条件下发生氧化还原反应,生成铁红和二氧化碳,反应的化学方程式为4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2;在实验室中煅烧需要用到的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和坩埚。
(6)由流程图可知,循环利用的物质是气体B,即SO2。
19.答案　(每空2分)
(1)①2H2S+O22S+2H2O　②AC
(2)①2NO+O22NO2　②BaO　③S
(3)2Ba2BaO+4NO2↑+O2↑　
解析　(1)①方法Ⅰ中H2S和少量O2在点燃条件下反应生成S和H2O。②Cu2+和H2S反应生成CuS和H+,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+,A错误;由图1可以看出,Fe2+在O2作用下变成Fe3+,发生反应的离子方程式为O2+4Fe2++4H++2H2O,B正确;若不考虑产生的水的稀释,由总反应2H2S+O22S↓+2H2O可知,反应过程中溶液的pH不变,C错误;提高混合气体中O2的比例,O2充足时,反应过程中的Fe2+能被充分氧化为Fe3+,而充足的Fe3+可将CuS氧化为S,从而防止生成的硫单质中混有CuS,D正确。
(2)①由图2可知,NO和O2在催化剂Pt表面发生反应生成NO2,反应的化学方程式为2NO+O22NO2;②由图2可以看出,NO2在BaO中储存;③NO2和H2S发生氧化还原反应,NO2为氧化剂,还原产物为N2,处理0.2 mol H2S,转移0.4 mol电子,消耗0.1 mol NO2,根据得失电子守恒,硫元素化合价应从-2价升高到0价,故氧化产物X的化学式应为S。
(3)装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失,紫色石蕊溶液逐渐变为红色,液体几乎不被压至装置③中,说明产生的气体和水完全反应,Ba(NO3)2受热分解的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO+4NO2↑+O2↑。由质量守恒定律可知,NO2、O2的总质量为(m-n) g,设NO2的物质的量为n1 mol,O2的物质的量为n2 mol,则,解得n1=,装置②中发生的反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3,溶质为HNO3,由反应可知n(HNO3)=n(NO2)= mol,所以装置②中溶液的物质的量浓度为= mol·L-1。
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