第五章 化工生产中的重要非金属元素 章末检测卷
时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是（ ）。
A．液氨汽化时吸收大量的热，工业上可用作制冷剂
B．硅是重要的半导体，可用来生产光导纤维
C．浓硫酸有吸水性，在实验室中常用作干燥剂
D．能使某些色素褪色，可用作漂白剂
2．下列叙述正确的是（ ）。
A．SiO2 既能和NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以SiO2属于两性氧化物
B．因为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
C．因为2C+SiO2Si+2CO↑，所以非金属性C>Si
D．晶体硅可用作太阳能电池板或半导体材料，二氧化硅可做光导纤维
3．(2022 江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（ ）。
A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2 D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
4．(2022 江苏)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．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
5．下列实验对应的离子方程式不正确的是( )
A．将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合：HCO3-+Ca2++OH﹣=CaCO3↓+H2O
B．将少量SO2通入NaClO溶液：SO2+H2O+2ClO﹣=SO32-+2HClO
C．用过量氨水吸收工业尾气中的SO2：2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+·H2O
D．84消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合产生Cl2：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
6．（2024·湖北）过量与以下的溶液反应，下列总反应方程式错误的是（ ）。
溶液 现象 化学方程式
A 产生淡黄色沉淀
B 溶液由棕黄色变浅绿色
C 溶液褪色，产生白色沉淀
D (含酚酞) 溶液由红色变无色
7．(2024·四川省乐山市高三三模)甲、乙是实验室常用装置，选用适当实验药品，组装甲、乙能实现多种实验目的。下列选项中试剂选取和操作能达到对应实验目的的是( )
选项 实验目的 a物质 b物质 乙中物质 乙进气口
A 检验SO2的漂白性 浓硫酸 Na2SO3固体 品红溶液 N
B 收集贮存NO 浓硝酸 Cu 水 N
C 检验Cl2的氧化性 浓盐酸 MnO2 Na2S溶液 M
D 收集贮存氨气 浓氨水 氧化钙 CCl4 N
8.某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略)，下列叙述正确的是( )
A．取反应后D中溶液少许，滴加品红溶液，红色褪去，能说明SO2具有漂白性
B．A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C．B装置溶液变红色，说明SO2是酸性氧化物；C装置产生白色沉淀的原因为：
BaCl2＋SO2＋H2OBaSO3↓＋2HCl
D．关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到B中长导管口有明显气泡现象，冷却后液体倒吸，就能判断装置A、B气密性良好
9．下列实验方案中元素价态转化正确的是( )
选项 实验方案 同元素不同价态之间转化
A 向Na2SO3粉末中滴加70%硫酸，将气体通入氯水 S：＋6→＋4→＋6
B 向稀硝酸中加入少量铁粉，再加入过量铜粉 Fe：0→＋3→＋2
C 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，将气体通入浓硫酸中 N：-3→0→＋4
D 在KClO3中加入浓盐酸，将气体通入KI淀粉溶液中 Cl：-1→0→＋5
10．制备磺酰胺[SO2(NH2)2]的装置如图，原理为SO2Cl2+4NH3=[SO2(NH2)2]+2NH4Cl。已知SO2Cl2熔点为-54.1℃，遇潮湿空气产生酸雾。下列说法正确的是( )
A．连接顺序为a→de→bc→hi→fg
B．装置丙中试剂为无水CaCl2
C．装置乙中多孔球泡的作用是防止倒吸
D．若无装置丙，则可发生SO2Cl2+H2O=2HCl+H2SO3
11．氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一，下图为处理氨氮废水的流程。
下列离子方程式书写错误的是( )
A．过程①：NH4++OH-=NH3·H2O
B．过程②总反应式：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+
C．过程③：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+
D．Cl2溶于水：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
12．氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷材料，它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成氮化硅的一种工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )
已知：SiCl4在潮湿的空气中易水解，产生白雾。
A．该流程中可循环使用的物质是NH3
B．第①步反应中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C．1mol SiCl4和Si3N4所含共价键数目均为4NA
D．第③步反应可用氨水代替NH3
13．三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2，利用下图装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是( )
A．制备SiHCl3的第一步操作是通入HCl气体
B．将球形冷凝管改为直形冷凝管冷凝效果更佳
C．C和D之间需要加一个干燥装置
D．用NaOH溶液吸收SiHCl3的化学方程式为3NaOH+SiHCl3=3NaCl+SiO2↓+H2↑+H2O
14．探究硫元素及常见含硫物质的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案 现象 结论
A 2mL0.1mol/ LNa2SO3溶液加入2mL0.1mol/LH2SO4溶液，振荡 出现乳白色浑浊，产生气体 生成硫单质，不能证明H2SO4有氧化性
B 将铜丝放入浓硫酸中，加热 开始时铜丝表面变黑，产生无色气体，后黑色固体溶解 由氧化还原规律可知黑色固体一定是CuO
C 久置于空气中的H2S水溶液 出现乳白色浑浊 H2S不稳定，易分解
D 0.5g硫粉和1.0g铁粉混合均匀，在石棉网上堆成条状，用灼热的玻璃棒接触混合粉末的一段 粉末呈红热状态，持续反应，冷却后得到黑色固体 硫粉与铁粉接触面积大，反应放热，生成黑色Fe3S4
将2.56 gCu投入12 mL10 mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40 mL a mol·L-1 NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与b mol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判断正确的是( )
A．生成的气体中只有NO B．
C． D．
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称半导体材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命"。这种材料可以按所给路线制备：
SiO2粗硅SiHCl3Si(纯)
(1)写出步骤①的化学方程式： 。
(2)步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为 ℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是 ；SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式： 。
(3)请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式： 。
17．某同学设计了如下装置用于制取和验证的性质。
已知：具有一定氧化性。
（1）装置A中发生反应化学方程式为_________________________。
（2）在框图内选择合适装置依次验证的漂白性、酸性、还原性，上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为A→______
________________(填装置字母，还原性设计两个装置)。
（3）装置F中产生了白色沉淀，其成分是_______(化学式)，分析F中产生白色沉淀原因___________________
____________(用离子方程式表示)。
（4）实验中发现装置A中可能部分被氧化，现需测定的纯度：称取10.00g样品，配成100mL溶液；取其中的25.00 mL溶液，与0.200 0 mol/L酸性溶液发生以下反应：，实验消耗溶液20.00 mL，以上样品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
18．Ⅰ．某地出现硫酸型酸雨，现采集了一份雨水样品，其pH随时间变化如下：
测试时间/h 0 2 4 6
pH 4.73 4.55 4.42 4.41
(1)用化学方程式表示雨水样品pH变化的原因 。
(2)如将刚采集到的雨水样品与自来水混合(自来水含氯气)，pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。发生反应的化学方程式为 。
(3)为了防治酸雨，降低煤燃烧时产生的SO2，工业上将生石灰(CaO)与含硫煤混合使用制取石膏，请写出燃烧时，有关“固硫”的方程式： 。
Ⅱ．如图是土壤中发生的氮循环示意图，回答下列问题：
(4)固氮过程的序号是 。人工固氮的反应方程式为 。在细菌微生物的作用下可实现反硝化作用，实现转化的序号为 。为了消除NOx对大气的污染，工业上通常利用NH3还原的方法实现无害化处理，配平NO2与NH3反应的化学方程式： 。
(5)现有NO2和NO的混合气体3 L，可用相同状况下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2，则混合气体中NO2和NO体积之比为 。
19．大气污染物的主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，其主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气，会导致雾霾、酸雨等。
(1)下列物质，能吸收SO2同时得到化肥的是___________。
A．碱石灰 B．酸性KMnO4溶液 C．氨水 D．浓H2SO4
(2)硫及其部分化合物的“价-类”二维图如下图所示，下列说法正确的是___________。
A．X可与SO2反应生成S B．Y可由S和O2化合生成
C．Z的水溶液一定呈碱性 D．不能用浓硫酸干燥SO2
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O，过程如下图所示：
“吸收”过程中，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比 。
A．变大 B．变小 C．不变
“制备”过程中，溶液B中发生反应的化学方程式为 。
(4)硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一，PM2.5指的是空气中直径≤2.5微米的颗粒物。科研人员通过研究提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程如下图所示：
下列说法正确的是___________。
A．PM2.5的颗粒为胶体粒子 B．该过程中有硫氧键生成
C．硫酸盐气溶胶呈碱性 D．该过程中有H2O参与
(5)工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
①“脱硫”时，控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2转化为SO42-，已知0.1mol·L-1100mLNaClO溶液，可以恰好吸收0.01molSO2。该反应的离子方程式为 。
②“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成和NO3-，该过程应在避光条件下进行，其可能的原因是 。
(6)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，下列说法正确的是___________。(NA为阿伏加德罗常数的值)
A．生成1molCO2转移电子的数目为4NA B．催化剂能提高CO的转化率
C．NO是氧化剂 D．CO2是还原产物
(7)回收利用工业废气中的CO2和SO2，原理示意图如下图。
下列说法正确的是 。
A．废气中CO2排放到大气中会形成酸雨
B．装置中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度
C．装置中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D．装置2中电极b和电源的正极相连
写出装置2中电极a的反应式 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第五章 化工生产中的重要非金属元素 章末检测卷
时间：45分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共15个小题，每小题只有一个正确选项，共45分。
1．物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是（ ）。
A．液氨汽化时吸收大量的热，工业上可用作制冷剂
B．硅是重要的半导体，可用来生产光导纤维
C．浓硫酸有吸水性，在实验室中常用作干燥剂
D．能使某些色素褪色，可用作漂白剂
【答案】B
【解析】氨易液化，液氨气化吸收大量的热，所以液氨常用作制冷剂，A正确；光纤制品的基本原料是二氧化硅，B错误；浓硫酸具有吸水性，可以用浓硫酸能干燥氯气，C正确；SO2具有漂白性，能使某些色素褪色，D正确。
2．下列叙述正确的是（ ）。
A．SiO2 既能和NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以SiO2属于两性氧化物
B．因为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
C．因为2C+SiO2Si+2CO↑，所以非金属性C>Si
D．晶体硅可用作太阳能电池板或半导体材料，二氧化硅可做光导纤维
【答案】D
【解析】二氧化硅和氢氟酸反应不生成盐，故二氧化硅不是两性氧化物，A错误；硅酸的酸性比碳酸弱，，是利用难挥发性酸酐制备易挥发性酸酐，B错误；非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力，而碳与二氧化硅反应所表现出来的是碳失去电子的能力（或还原性），因此不能说明碳的非金属性比硅强，C错误；晶体硅可用作太阳能电池板或半导体材料，二氧化硅可做光导纤维，D正确。
3．(2022 江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（ ）。
A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2 D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
【答案】C
【解析】60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；气体通入液体时“长进短处”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确；SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误；SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确。
4．(2022 江苏)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．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【解析】自然固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将N2会转化为NO，A错误；侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B正确；工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正确；氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D正确。
5．下列实验对应的离子方程式不正确的是( )
A．将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合：HCO3-+Ca2++OH﹣=CaCO3↓+H2O
B．将少量SO2通入NaClO溶液：SO2+H2O+2ClO﹣=SO32-+2HClO
C．用过量氨水吸收工业尾气中的SO2：2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+·H2O
D．84消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合产生Cl2：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
【答案】B
【解析】根据少定多变的原则可知，将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合的离子方程式为：HCO3-+Ca2++OH﹣=CaCO3↓+H2O，A正确；由于HClO具有强氧化性，可以把亚硫酸根氧化为硫酸根离子，离子方程式为：SO2+H2O+3ClO﹣=SO42-+2HClO+Cl-，B错误；用过量氨水吸收工业尾气中的SO2生成亚硫酸铵，离子方程式为：2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+·H2O，C正确；84消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混合产生Cl2：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O，D正确。
6．（2024·湖北）过量与以下的溶液反应，下列总反应方程式错误的是（ ）。
溶液 现象 化学方程式
A 产生淡黄色沉淀
B 溶液由棕黄色变浅绿色
C 溶液褪色，产生白色沉淀
D (含酚酞) 溶液由红色变无色
【答案】A
【解析】A．过量 与的溶液反应，生成产生的淡黄色沉淀是S，还生成，过量不能生成，因此，总反应的化学方程式为，A错误；B．过量 与的溶液反应，生成，总反应的化学方程式为，B正确；C．过量 与的溶液反应，生成的白色沉淀是，总反应的化学方程式为,C 正确；D．水解使溶液显碱性，其水溶液能使酚酞变红；过量 与的溶液反应，生成，溶液显酸性，因此，溶液由红色变无色，总反应的化学方程式为，D正确。
7．(2024·四川省乐山市高三三模)甲、乙是实验室常用装置，选用适当实验药品，组装甲、乙能实现多种实验目的。下列选项中试剂选取和操作能达到对应实验目的的是( )
选项 实验目的 a物质 b物质 乙中物质 乙进气口
A 检验SO2的漂白性 浓硫酸 Na2SO3固体 品红溶液 N
B 收集贮存NO 浓硝酸 Cu 水 N
C 检验Cl2的氧化性 浓盐酸 MnO2 Na2S溶液 M
D 收集贮存氨气 浓氨水 氧化钙 CCl4 N
【答案】D
【解析】A项，二氧化硫可以使品红褪色，乙中应长进短出，应从M处进，故A错误；B项，铜和浓硝酸反应，浓硝酸被还原为NO2，故B错误；C项，MnO2和浓盐酸反应制备氯气需要加热，故C错误；D项，CaO和浓氨水可以制备氨气，氨气不溶于CCl4，可以用CCl4收集氨气，短进长出，故D正确；故选D。
8.某学习小组设计制取SO2并验证其部分性质的实验装置图如图(夹持装置省略)，下列叙述正确的是( )
A．取反应后D中溶液少许，滴加品红溶液，红色褪去，能说明SO2具有漂白性
B．A装置中比较理想的反应物质是Na2SO3固体和质量分数为10%的硫酸
C．B装置溶液变红色，说明SO2是酸性氧化物；C装置产生白色沉淀的原因为：
BaCl2＋SO2＋H2OBaSO3↓＋2HCl
D．关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到B中长导管口有明显气泡现象，冷却后液体倒吸，就能判断装置A、B气密性良好
【答案】D
【解析】氯水中存在的次氯酸具有漂白作用，也可以使品红溶液褪色，故品红褪色不能说明二氧化硫具有漂白性，A错误；二氧化硫易溶于水，比较理想的反应物质是亚硫酸钠固体和浓硫酸，B错误；C装置中产生的白色沉淀为BaSO4，C错误。
9．下列实验方案中元素价态转化正确的是( )
选项 实验方案 同元素不同价态之间转化
A 向Na2SO3粉末中滴加70%硫酸，将气体通入氯水 S：＋6→＋4→＋6
B 向稀硝酸中加入少量铁粉，再加入过量铜粉 Fe：0→＋3→＋2
C 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，将气体通入浓硫酸中 N：-3→0→＋4
D 在KClO3中加入浓盐酸，将气体通入KI淀粉溶液中 Cl：-1→0→＋5
【答案】B
【解析】H2SO4与Na2SO3反应，H2SO4表现酸性，硫的化合价没有变化，A错误；稀硝酸中加入少量铁粉，生成Fe(NO3)3，再加铜粉，2Fe3++ Cu= Cu2++2Fe2+，B正确；NH3与浓硫酸生成(NH4)2SO4，N的化合价没有变化，C错误；Cl2+2I-=I2+2Cl-，氯的化合价由＋5或-1→0→-1，D错误。
10．制备磺酰胺[SO2(NH2)2]的装置如图，原理为SO2Cl2+4NH3=[SO2(NH2)2]+2NH4Cl。已知SO2Cl2熔点为-54.1℃，遇潮湿空气产生酸雾。下列说法正确的是( )
A．连接顺序为a→de→bc→hi→fg
B．装置丙中试剂为无水CaCl2
C．装置乙中多孔球泡的作用是防止倒吸
D．若无装置丙，则可发生SO2Cl2+H2O=2HCl+H2SO3
【答案】A
【解析】在装置甲中NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3，然后在装置丙中用碱石灰干燥氨气，通过多孔球泡通入装置乙中与SO2Cl2发生反应，制取得到磺酰胺[SO2(NH2)2]，在装置乙后边连接安全瓶戊，最后盛有浓硫酸的装置丁的洗气瓶，用于防止水蒸气吸收SO2Cl2发生水解反应：SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4产生的HCl。A项，根据分析可知连接顺序为a→de→bc→hi→fg，A正确；B项，因为无水氯化钙会和氨气反应，故装置丙中的试剂为碱石灰，B错误；C项，多孔球泡可以增大气体和液体的接触面积，使反应更充分，并非防止倒吸，C错误；D项，若无装置丙干燥氨气，SO2Cl2会和水反应：SO2Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，D错误；故选A。
11．氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一，下图为处理氨氮废水的流程。
下列离子方程式书写错误的是( )
A．过程①：NH4++OH-=NH3·H2O
B．过程②总反应式：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+
C．过程③：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+
D．Cl2溶于水：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
【答案】D
【解析】A项，含NH4+废水与NaOH溶液反应生成NH3·H2O，其反应的离子方程式为：NH4++OH-=NH3·H2O，A不符合题意；B项，过程②加入Cl2可将废水中的NH3·H2O转化为无毒气体，反应过程中氯元素化合价由0价降低到-1价，化合价降低，被还原，氮元素的化合价由-3价升高到0价，化合价升高，被氧化，配平之后为：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+ ，B不符合题意；C项，过程③中Na2SO3溶液的作用是将含余氯废水中的Cl2转化为氯离子，反应为：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+，C不符合题意；D项，Cl2溶于水为可逆反应，生成的HClO为弱酸，不能拆开，反应为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，D符合题意；故选D。
12．氮化硅(Si3N4)是一种高温结构陶瓷材料，它硬度大、熔点高、化学性质稳定。合成氮化硅的一种工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )
已知：SiCl4在潮湿的空气中易水解，产生白雾。
A．该流程中可循环使用的物质是NH3
B．第①步反应中产生的气体能使澄清石灰水变浑浊
C．1mol SiCl4和Si3N4所含共价键数目均为4NA
D．第③步反应可用氨水代替NH3
【答案】A
【解析】石英砂与焦炭发生氧化还原反应生成粗硅，粗硅中硅单质与Cl2发生氧化还原反应生成SiCl4；SiCl4和氨气一定温度生成Si(NH)2，Si(NH)2高温下加热可得氮化硅，结合质量守恒可知，还生成氨气。A项，Si(NH2)4高温下加热生成的氨气可以在③中循环利用，A正确； B项，第①步反应中炭和石英砂反应生成粗硅和CO，CO不能使澄清石灰水变浑浊，B错误；C项，1molSiCl4中含有4mol硅氯键，而1molSi3N4中含有12mol硅氮键，所含共价键数目不同，C错误；D项，已知：在潮湿的空气中SiCl4易水解，产生白雾，故不能用氨水代替氨气，D错误；故选A。
13．三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2，利用下图装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是( )
A．制备SiHCl3的第一步操作是通入HCl气体
B．将球形冷凝管改为直形冷凝管冷凝效果更佳
C．C和D之间需要加一个干燥装置
D．用NaOH溶液吸收SiHCl3的化学方程式为3NaOH+SiHCl3=3NaCl+SiO2↓+H2↑+H2O
【答案】C
【解析】A项，制备SiHCl3的第一步操作是检查装置的气密性，A错误；B项，球形冷凝管冷凝回流比直形冷凝管效果好，B错误；C项，SiHCl3易水解，所以要在C、D之间加一个干燥装置，防止D中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中，使SiHCl3水解，C正确；D项，用NaOH溶液吸收SiHCl3的化学方程式为5NaOH+SiHCl3=3NaCl+Na2SiO3+H2↑+2H2O，D错误；故选C。
14．探究硫元素及常见含硫物质的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案 现象 结论
A 2mL0.1mol/ LNa2SO3溶液加入2mL0.1mol/LH2SO4溶液，振荡 出现乳白色浑浊，产生气体 生成硫单质，不能证明H2SO4有氧化性
B 将铜丝放入浓硫酸中，加热 开始时铜丝表面变黑，产生无色气体，后黑色固体溶解 由氧化还原规律可知黑色固体一定是CuO
C 久置于空气中的H2S水溶液 出现乳白色浑浊 H2S不稳定，易分解
D 0.5g硫粉和1.0g铁粉混合均匀，在石棉网上堆成条状，用灼热的玻璃棒接触混合粉末的一段 粉末呈红热状态，持续反应，冷却后得到黑色固体 硫粉与铁粉接触面积大，反应放热，生成黑色Fe3S4
【答案】A
【解析】A项，2mL0.1mol/ LNa2SO3溶液加入2mL0.1mol/LH2SO4溶液，振荡，出现乳白色浑浊，产生气体，生成硫单质，硫酸提供酸性介质，不能证明H2SO4有氧化性，故A正确；B项，将铜丝放入浓硫酸中，加热，开始时铜丝表面变黑，产生无色气体，后黑色固体溶解，黑色固体不一定是CuO，化合价变化分析，可能为CuS，故B错误；C项，久置于空气中的H2S水溶液，硫化氢被氧气氧化生成S单质，出现乳白色浑浊，不是硫化氢分解，故C错误；D项，0.5g硫粉和1.0g铁粉混合均匀，在石棉网上堆成条状，用灼热的玻璃棒接触混合粉末的一段，粉末呈红热状态，持续反应，冷却后得到黑色固体，硫粉与铁粉接触面积大，反应放热，生成黑色固体FeS，故D错误；故选 A。
将2.56 gCu投入12 mL10 mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40 mL a mol·L-1 NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与b mol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判断正确的是( )
A．生成的气体中只有NO B．
C． D．
【答案】C
【解析】A项， 2.56 gCu的物质的量为=0.04 mol，若生成的气体中只含有NO，由方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，0.04 mol Cu需要消耗HNO3，而12 mL 10 mol·L-1硝酸中n(HNO3)=0.12 mol，<0.12 mol，说明还会发生反应Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，生成的气体有NO和NO2，A错误；B项，2.56 gCu的物质的量为=0.04 mol，投入12 mL 10 mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40 mLa mol·L-1 NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，则n[Cu(OH)2]=0.04 mol，则n(NaOH)=0.08 mol，NaOH溶液的浓度为=a mol/L=2 mol/L，a=2，B错误；C项，将生成的气体与bmol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3，由得失电子守恒可知，O2得到的电子数和Cu失去的电子数相等，则b mol×4=0.04 mol×2，则b=0.02，C正确；D项，Cu和HNO3溶液反应完全后，生成NO、NO2的混合气体，加入NaOH溶液后溶液中存在NaNO3，则NO、NO2的总物质的量为0.12 mol-0.08 mol=0.04 mol，由N元素守恒可知，气体恰好被完全吸收生成n(NaNO3)=0.04 mol，c=0.04，D错误；故选C。
【思维建模】
1．硝酸与金属反应的计算模型
2．计算技巧
(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，反应后以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3的物质的量。
(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮元素得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量。
(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后的溶液(不考虑OH-)中有c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：包括第16题~第19题4个大题，共55分。
16．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称半导体材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命"。这种材料可以按所给路线制备：
SiO2粗硅SiHCl3Si(纯)
(1)写出步骤①的化学方程式： 。
(2)步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为 ℃)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是 ；SiHCl3和SiCl4一样遇水可发生剧烈水解，已知SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式： 。
(3)请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式： 。
【答案】（1） 蒸馏或分馏
【解析】(1)工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，反应的化学方程式为；(2)由题意可知，SiHCl3(沸点33.0℃)、SiCl4(沸点57.6℃)、HCl(沸点℃)的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏；SiHCl3水解生成硅酸、氢气和氯化氢，反应的化学方程式为；(3)二氧化硅能和氢氟酸反应生成四氟化硅和水，反应的化学方程式为。
17．某同学设计了如下装置用于制取和验证的性质。
已知：具有一定氧化性。
（1）装置A中发生反应化学方程式为_________________________。
（2）在框图内选择合适装置依次验证的漂白性、酸性、还原性，上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为A→______
________________(填装置字母，还原性设计两个装置)。
（3）装置F中产生了白色沉淀，其成分是_______(化学式)，分析F中产生白色沉淀原因___________________
____________(用离子方程式表示)。
（4）实验中发现装置A中可能部分被氧化，现需测定的纯度：称取10.00g样品，配成100mL溶液；取其中的25.00 mL溶液，与0.200 0 mol/L酸性溶液发生以下反应：，实验消耗溶液20.00 mL，以上样品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【答案】（1）Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑ （2）A→C→E→D→F→B或A→C→E→F→D→B
（3）①BaSO4 ②SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+ （4）50.4%
【解析】由实验装置图可知，装置A中亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制备二氧化硫，装置C中盛有的品红溶液用于验证二氧化硫的漂白性，装置E中盛有的石蕊溶液用于验证二氧化硫的酸性，装置D中盛有的酸性高锰酸钾溶液、装置F中盛有的氯化钡和氯化铁的混合溶液用于验证二氧化硫的还原性，装置B中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫，防止污染空气，则验证二氧化硫的漂白性、酸性、还原性、还原性的装置按气流从左到右方向连接顺序为A→C→E→D→F→B或A→C→E→F→D→B。
【小问1详解】 由分析可知，装置A中发生的反应为亚硫酸钠固体与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2↑；
【小问2详解】由分析可知，验证二氧化硫的漂白性、酸性、还原性、还原性的装置按气流从左到右方向连接顺序为A→C→E→D→F→B或A→C→E→F→D→B；
【小问3详解】由分析可知，装置F中盛有的氯化钡和氯化铁的混合溶液用于验证二氧化硫的还原性，实验时二氧化硫与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁、盐酸和稀硫酸，反应生成的硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，则F中产生的白色沉淀为硫酸钡，故答案为BaSO4；SO2与FeCl3反应生成硫酸根，进而与钡离子结合产生硫酸钡沉淀，离子方程式为SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+；
【小问4详解】由题意可知，反应消耗20.00 mL 0.2000 mol/L酸性高锰酸钾溶液，由离子方程式可知，10.00 g样品中亚硫酸钠的质量分数为=50.4%。
18．Ⅰ．某地出现硫酸型酸雨，现采集了一份雨水样品，其pH随时间变化如下：
测试时间/h 0 2 4 6
pH 4.73 4.55 4.42 4.41
(1)用化学方程式表示雨水样品pH变化的原因 。
(2)如将刚采集到的雨水样品与自来水混合(自来水含氯气)，pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。发生反应的化学方程式为 。
(3)为了防治酸雨，降低煤燃烧时产生的SO2，工业上将生石灰(CaO)与含硫煤混合使用制取石膏，请写出燃烧时，有关“固硫”的方程式： 。
Ⅱ．如图是土壤中发生的氮循环示意图，回答下列问题：
(4)固氮过程的序号是 。人工固氮的反应方程式为 。在细菌微生物的作用下可实现反硝化作用，实现转化的序号为 。为了消除NOx对大气的污染，工业上通常利用NH3还原的方法实现无害化处理，配平NO2与NH3反应的化学方程式： 。
(5)现有NO2和NO的混合气体3 L，可用相同状况下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2，则混合气体中NO2和NO体积之比为 。
【答案】(1)
(2)变小 （或）
(3)、
(4) ① ⑤
(5)3:1
【解析】(1)亚硫酸易被氧化生成硫酸，酸性增强，使得pH减小，因此该雨水样品的pH变化的原因是；(2)刚采集到的雨水样品与自来水混合，自来水中存在氯气，氯气具有强氧化性，会将亚硫酸氧化成硫酸，自身被还原成氯离子，发生反应的化学方程式为或，由于生成盐酸和硫酸，酸性增强，使得pH变小；(3)二氧化硫是酸性氧化物，能和氧化钙反应生成盐亚硫酸钙，亚硫酸钙不稳定易被氧气氧化生成硫酸钙，则“固硫”过程中的有关方程式为、；(4)氮的固定是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程，即单质变化为化合物，则表示固氮过程的序号是①；人工固氮是利用氮气和氢气合成氨，反应的方程式为；反硝化作用是指将硝酸盐转变成氮气的过程，则表示反硝化的过程序号是⑤；利用NH3还原NO2实现无害化处理，则反应的产物为氮气，根据得失电子守恒配平NO2与NH3反应的化学方程式为；(5)相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比，设NO2和NO的体积分别为x、y，则有，解得x=2.25，y=0.75，则混和气体中NO2和NO的气体体积之比为2.25：0.75=3：1。
19．大气污染物的主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入颗粒等，其主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气，会导致雾霾、酸雨等。
(1)下列物质，能吸收SO2同时得到化肥的是___________。
A．碱石灰 B．酸性KMnO4溶液 C．氨水 D．浓H2SO4
(2)硫及其部分化合物的“价-类”二维图如下图所示，下列说法正确的是___________。
A．X可与SO2反应生成S B．Y可由S和O2化合生成
C．Z的水溶液一定呈碱性 D．不能用浓硫酸干燥SO2
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O，过程如下图所示：
“吸收”过程中，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比 。
A．变大 B．变小 C．不变
“制备”过程中，溶液B中发生反应的化学方程式为 。
(4)硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一，PM2.5指的是空气中直径≤2.5微米的颗粒物。科研人员通过研究提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程如下图所示：
下列说法正确的是___________。
A．PM2.5的颗粒为胶体粒子 B．该过程中有硫氧键生成
C．硫酸盐气溶胶呈碱性 D．该过程中有H2O参与
(5)工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
①“脱硫”时，控制溶液的pH=5.5，将烟气中的SO2转化为SO42-，已知0.1mol·L-1100mLNaClO溶液，可以恰好吸收0.01molSO2。该反应的离子方程式为 。
②“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成和NO3-，该过程应在避光条件下进行，其可能的原因是 。
(6)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，下列说法正确的是___________。(NA为阿伏加德罗常数的值)
A．生成1molCO2转移电子的数目为4NA B．催化剂能提高CO的转化率
C．NO是氧化剂 D．CO2是还原产物
(7)回收利用工业废气中的CO2和SO2，原理示意图如下图。
下列说法正确的是 。
A．废气中CO2排放到大气中会形成酸雨
B．装置中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度
C．装置中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
D．装置2中电极b和电源的正极相连
写出装置2中电极a的反应式 。
【答案】(1)C(2分)
(2)A(2分)
(3) B(1分) NH4HSO3+NH4HCO3=(NH4)2SO3·H2O+CO2↑(1分)
(4)BD(2分)
(5) H2O+ClO-+SO2= SO42-+Cl-+2H+(1分) 避免HClO见光分解(1分)
(6)C(2分)
(7) B (2分) SO32--2e- +2OH-=H2O+ SO42- (1分)
【解析】含二氧化硫和二氧化碳的废气通入碳酸氢钠溶液中，二氧化硫与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳和亚硫酸钠，二氧化碳气体通入装置b的右室，CO2在电源右侧电极上反应生成HCOOH，则CO2得电子，右侧电极为阴极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH；碳酸氢钠和亚硫酸钠混合溶液通入装置b的左室，左侧电极上亚硫酸根离子失电子生成硫酸根离子，则左侧电极为阳极，电极反应式为SO32--2e- +2OH-=H2O+ SO42-。(1)SO2为酸性氧化物，能与碱性溶液和碱性氧化物反应，氨水、碱石灰均可吸收SO2，SO2同时具有还原性，能被强氧化剂酸性KMnO4溶液吸收，但只有被氨水吸收时可以得到亚硫酸铵，故选C。(2)X是S元素的气态氢化物，X是H2S；Y是S的+6价氧化物，Y是SO3；Z是+4价S元素的含氧酸盐，Z是Na2SO3或NaHSO3。A项，H2S可与SO2反应生成S，A正确；B项，S和O2化合生成SO2，不能得到SO3，B错误；C项，Na2SO3溶液呈碱性，NaHSO3溶液呈酸性，C错误；D项，SO2不和浓硫酸反应，可以用浓硫酸干燥，D错误；故选A。(3)①吸收过程反应的化学方程式为SO2+H2O+(NH4)2SO3=2NH4HSO3，随着吸收反应的进行，(NH4)2SO3越来越少，NH4HSO3越来越多，溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变小；②溶液B中发生反应的化学方程式是NH4HSO3+NH4HCO3=(NH4)2SO3·H2O+CO2↑。(4)A项，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5pm的颗粒物，而1pm=1000纳米，胶体是指分散质粒子直径在1-100纳米的分散系，所以含2.5pm颗粒物的空气不属于胶体，A错误；B项，由图可知，由SO32-转化为HSO3-的过程中有硫氧键生成，B正确；C项，硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶中含有HSO4-，转化过程有H2O参与，HSO4-在水中电离生成H+、SO42-，因此硫酸盐气溶胶呈酸性，C错误；D项，由图可知，该过程有H2O参与，D正确；故选BD。(5)①SO2和NaClO溶液发生氧化还原反应生成NaCl和Na2SO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：H2O+ClO-+SO2= SO42-+Cl-+2H+；②“脱硝”时，在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，该过程应在避光条件下进行，其可能的原因是避免HClO见光分解。(6)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应转化为CO2和N2，方程式为：NO+CO CO2+N2。A项，该反应中，C元素由+2价上升到+4价，生成1molCO2转移电子的数目为2NA，A错误；B项，催化剂不能提高CO的转化率，B错误；C项，该反应中，N元素化合价下降，NO是氧化剂，C正确；D项，该反应中，C元素由+2价上升到+4价，CO2是氧化产物，D错误；故选C。(7)A项，二氧化硫是酸性氧化物，废气中排放到空气中，遇水生成亚硫酸，亚硫酸易被氧气氧化生成硫酸，形成硫酸型酸雨，二氧化碳不会形成酸雨，故A错误；B项，装置1中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度，故B正确；C项，CO2不和碳酸氢钠溶液反应，装置1中溶液的作用是吸收废气中SO2，故C错误；D项，由分析可知，装置2中电极b为阴极，和电源的负极相连，故D错误；故选B；由分析可知，装置2中电极a的反应式为：SO32--2e- +2OH-=H2O+ SO42-。
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