人教版高中化学必修一第四章《非金属及其化合物》单元检测题（解析版）

第四章《非金属及其化合物》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列物质中不跟烧碱溶液反应的是(　　)
A． 二氧化硅
B．二氧化碳
C． 硅
D． 石墨
2.在Cl2＋H2O===HCl＋HClO中，水是(　　)
A． 只作氧化剂
B． 只作还原剂
C． 既作氧化剂又作还原剂
D． 既不是氧化剂又不是还原剂
3.下列关于硅酸的叙述错误的是(　　)
A． 硅酸是一种很弱的酸
B． 硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C． 硅酸不稳定，加热分解会生成二氧化硅
D． 硅酸可由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
4.我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等，下列说法或分析不正确的是(　　)
A． 辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B． 斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
C． 橄榄石中铁为＋2价
D． 月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
5.物质的量相同的二氧化硫和三氧化硫所含氧原子的个数比为(　　)
A． 3∶2
B． 2∶3
C． 4∶5
D． 5∶4
6.(CN)2、(OCN)2、(SCN)2等通称为拟卤素，它们的性质与卤素相似，氧化性强弱顺序：F2＞(OCN)2＞Cl2＞(CN)2＞(SCN)2＞I2,下列方程式中错误的是(　　)
A． 2NaSCN＋MnO2＋2H2SO4=== Na2SO4＋(SCN)2↑＋MnSO4＋2H2O
B． (CN)2＋2KI === 2KCN＋I2
C． Cl2＋2NaOCN === (OCN)2＋2NaCl
D． 2AgCN === 2Ag＋(CN)2
7.半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是硅，下列有关硅及其化合物叙述正确的是（ ）
A． 水玻璃可做防火材料
B． 光导纤维的主要成分是高纯硅
C． 可用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体
D． 二氧化硅不和任何酸反应
8.已知氨气极易溶于水，难溶于四氯化碳。下列不适合作氨气的尾气吸收装置的是(　　)

A． 答案A
B． 答案B
C． 答案C
D． 答案D
9.下列关于硅的化学性质的叙述正确的是(　　)
A． 常温下不与任何酸反应
B． 常温下可与NaOH溶液反应
C． 常温下可与Cl2反应生成SiCl4
D． 常温下可与O2反应生成SiO2
10.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)
A． 二氧化碳通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀
B． 二氧化碳溶于水形成碳酸，二氧化硅难溶于水
C． 高温下，二氧化硅与碳酸盐反应生成二氧化碳
D． 在可溶性硅酸盐溶液中加入盐酸会析出硅酸沉淀
11.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　)

A． 上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B． ②中选用品红溶液验证SO2的生成
C． ③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D． 为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
12.金属单质与氯气直接反应不能得到的物质是(　　)
A． 氯化铜
B． 氯化亚铁
C． 氯化钠
D． 氯化铝
13.现用10 g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1 mol，则此样品中可能含有的杂质是(　　)
A． KHCO3和MgCO3
B． MgCO3和SiO2
C． K2CO3和SiO2
D． 无法确定
14.下列气体既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是(　　)
A． Cl2
B． CO
C． SO2
D． NH3
15.植物中山茶花、石榴可以吸收氯气，紫藤和月季对氯气的吸收净化能力也很强。在实验室制取氯气时，尾气要用氢氧化钠溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是(　　)
A． 氯气不与石灰水反应
B． 氢氧化钙微溶于水，澄清石灰水中氢氧化钙的含量少，吸收的尾气也很少
C． 氯气与氢氧化钙反应生成的氯化钙难溶于水
D． 澄清石灰水能吸收空气中的二氧化碳而变浑浊
二、填空题
16.如图所示，室温下向盛有3.0 mL一氧化氮的试管中缓缓通入1.5 mL氧气(所有气体均在标准状况下测定)。

请回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
①________________________；
②________________________；
③________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为______。
17.在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料生产二氧化硫。请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为____________________________，该反应在________中进行。

(2)为了有利于二氧化硫转化为三氧化硫，且能充分利用热能，采用了多层催化剂间有热交换器的接触室(如图)。按此密闭体系中气体的流向，则C处流出的气体主要为____________，A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为____________。
(3)在吸收塔中用________吸收三氧化硫，从吸收塔上部导出的气体再次通入__________，进行第二次氧化，再进行一次吸收后将尾气中很少的二氧化硫净化回收，以防污染大气。
18.无论是从国民经济中的地位来看，还是从科学发展的角度来看，硅都发挥着重要的作用。
(1)人类使用硅酸盐产品(如陶瓷等)的历史已经快一万年了，但在1823年才获得单质硅。单质硅可通过用金属钾还原SiF4的方法获得，写出化学方程式：________________。
(2)由于制取方法和条件的不同，得到的单质硅形态不同，其性质也不同。
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅：4Al＋3K2SiF63Si＋2KAlF4＋2K2AlF5，关于该反应的说法正确的是__________(填字母)。
A．Al是还原剂
B．氧化产物只有KAlF4
C．反应中每转移6NA电子，得到42 g Si
D．Al在KAlF4和K2AlF5中的化合价不同
②用沙子与镁粉混合在高温条件下反应得到无定形硅，反应的化学方程式为____________________。
(3)用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到H2、Na2SiO3和CaO，请写出该反应的化学方程式：____________________。
19.某学生用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体A的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。

回答下列问题：
(1)该项研究(实验)的目的是______________________________________________。
(2)浓H2SO4的作用是________________。与研究目的直接相关的实验现象是________________________________________________________________________。
(3)从物质的性质方面看，这套设计还存在隐患，表现为_________________________。
请在图中的虚线框内以图的形式表明避免事故隐患的措施。
20.已知A、B、C、D, E直接可以发生如图转化。

(1)写出各物质的化学式： A __________、B__________、C__________、D__________、E__________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
四、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)
21.实验室制取、净化并收集氯气涉及一下几个主要阶段：

(1)写出实验室制取的离子方程式，NA表示阿伏加德罗常数，若有4 mol的HCl被氧化，则转移的电子总数为；将足量的MnO2投入到含2 mol HCl的浓盐酸中，充分加热，可生成Cl2(填 “>”“=”或“<”)0.5 mol。
(2)现有以下3中试剂：A.饱和食盐水 B.浓硫酸C. NaOH溶液
请在以上试剂中选择填空：
Y溶液应选用，X试剂的作用是。
22.实验室用稀硝酸与铜反应制备NO气体，如果采用图Ⅰ装置(烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加热)，实验效果不是十分理想，因为观察到的现象不能有力证明反应产物是NO。有人设计了图Ⅱ装置(橡皮塞下端连有铜丝圈)，用来做该实验可以达到满意的效果。

(1)用图Ⅰ装置做实验时，用排水法收集到的气体的颜色为________色；实验过程中由于________________，不易观察到____________生成，从而不能有力证明反应产物是NO。
(2)用图Ⅱ装置做实验时，将有关操作补充完全：
①将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到____________为止。
②关闭活塞，用酒精灯在U形管的A侧加热，当______时，立即撤去酒精灯。
(3)根据图Ⅱ装置的实验完成下列问题：
①反应在什么情况下可以自动停止？________________________。
可在何处观察到无色的NO气体？____________________________________________。
②如果将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？_________________。
三、推断题
23.下图的各方框表示一种反应物或生成物(某些物质已经略去)，其中常温下A、C、D为无色气体，C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

(1)写出物质X的化学式：______________。
(2)写出下列变化的化学方程式：
①A→D：__________________________；
②G→E：________________________；
③F→G：____________________________。
(3)实验室里，常用加热固体混合物的方法制取气体C，请写出化学方程式：________________________
24.A、B、C、X是中学化学常见的物质，它们之间的转化关系如图所示(反应条件和部分产物省略)。请回答下列问题：

(1)若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，X是一种常见的温室气体，向B的水溶液中滴加2滴酚酞，溶液呈__________色，A生成B的化学方程式为________________________。
(2)若B是一种两性不溶物，B生成C的离子方程式为______________________________。
(3)若A是一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，A转变为C是工业生产中的一种重要反应，该反应的化学方程式为______________________________________。
四、计算题
25.已知稀硝酸和铜能发生反应，生成硝酸铜、一氧化氮气体和水。
（1）请写出该反应的化学方程式，并用双线桥法标出反应中电子转移的方向和数目。
（2）一次实验中，某同学用过量的稀硝酸（其密度为1.08 g·mL-1，HNO3的质量分数为12%）跟一定量的铜片反应，产生了标准状况下0.56 L的一氧化氮。试计算（简要写出计算过程）：
①该稀硝酸的物质的量浓度（结果保留小数点后一位）；
②被还原的HNO3的物质的量。
26.某硝酸生产厂氨气催化氧化时效率为90% ，氮氧化物制备硝酸时有5%的损耗，若要制备1吨63%的硝酸，则至少需要氨气多少吨？(保留2位小数)


答案解析
1.【答案】D
【解析】二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反应生成对应的盐和水；硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气；石墨与氢氧化钠溶液不反应。
2.【答案】D
【解析】水既不是氧化剂又不是还原剂。
3.【答案】B
【解析】硅酸是一种弱酸，A项正确；二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，B项错误；硅酸不稳定，加热分解生成二氧化硅和水，C项正确；根据强酸制弱酸，且HCl的酸性比H2SiO3强，可知D项正确。
4.【答案】D
【解析】辉石、斜长石及橄榄石均由硅、氧和金属元素组成，属于硅酸盐，A正确；根据化合价不变、原子比例不变，可将扩大2倍后的KAlSi3O8改写为K2O·Al2O3·6SiO2，B正确；含变价元素的化合物，可根据化合价代数和为0来讨论，镁为＋2价，硅为＋4价，氧为－2价，铁必为偶数价，含亚铁离子，C正确；无论是地球还是月球上，铁原子核及核外电子均相同，化学性质相同，只是因月球大气层无氧气，因此月球上有游离态铁存在，D错误。
5.【答案】B
【解析】相同物质的量的二氧化硫和三氧化硫个数相同，一个二氧化硫与一个三氧化硫中氧原子个数比为2∶3，故相同物质的量二氧化硫和三氧化硫所含氧原子的个数比也为2∶3。
6.【答案】C
【解析】氰(CN)2等拟卤素性质与卤素(X2)相似，因此卤素能发生的反应，氰(CN)2也能发生。卤化银易分解，则AgCN能分解，所以2AgCN===2Ag＋(CN)2能发生，D正确。其余只要以氧化还原反应有关规律判断，因4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，还原性Cl－＜SCN－，则2NaSCN＋MnO2＋2H2SO4=== Na2SO4＋(SCN)2↑＋MnSO4＋2H2O更易发生，A正确；(CN)2＋2KI === 2KCN＋I2中氧化性：(CN)2＞I2，与题干中氧化性顺序一致，B正确；Cl2＋2NaOCN === (OCN)2＋2NaCl中氧化性：Cl2＞(OCN)2，与题干中氧化性顺序不一致，C错误。
7.【答案】A
【解析】水玻璃是矿物胶，不燃烧，而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的接触，可用作制备木材防火剂的原料，A正确。光导纤维的主要成分是二氧化硅，B错。石英坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，能和氢氧化钠反应，SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，不可在石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体，C错。二氧化硅可与氢氟酸反应，D错。
8.【答案】C
【解析】氨气极易溶于水，若用装置C吸收尾气氨气时，容易发生倒吸。
9.【答案】B
【解析】硅在常温下化学性质不活泼，除与氟气、氢氟酸和强碱反应外，不与其他物质反应。在加热条件下，硅能与一些非金属反应，如Si＋O2SiO2。
10.【答案】A
【解析】二氧化碳通入可溶性硅酸盐中，析出硅酸沉淀，符合较强酸制取较弱酸的反应原理，可以证明硅酸的酸性比碳酸的酸性弱；可溶性硅酸盐溶液能与盐酸反应生成硅酸沉淀，能说明硅酸的酸性比盐酸弱，不能说明硅酸的酸性比碳酸弱；物质的酸性强弱与相应的氧化物的物理性质(如溶解性、熔点等)无关；高温下，二氧化硅能与碳酸盐反应，是因为生成了二氧化碳气体逸出，使反应持续进行。
11.【答案】D
【解析】　因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中上层溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。
12.【答案】B
【解析】氯气与变价金属反应时生成高价态金属氯化物，即铁与氯气反应生成氯化铁，铜与氯气反应生成氯化铜。
13.【答案】B
【解析】10 g CaCO3刚好为0.1 mol，完全反应时恰好可放出0.1 mol的CO2。若其中含有杂质，利用平均值原理，符合该条件的只有B项。
14.【答案】B
【解析】浓硫酸具有吸水性，常用作气体的干燥剂，但不能干燥碱性气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、碘化氢、溴化氢等)；碱石灰(氧化钙和氢氧化钠的混合物)是一种常用的碱性干燥剂，不能干燥酸性气体(如二氧化碳、二氧化硫、氯气等)。
15.【答案】B
【解析】氢氧化钠、氢氧化钙同为强碱，都与氯气反应，A不符合题意；氢氧化钙在水中的溶解度小，吸收氯气的量较少，B符合题意；氯化钙能溶于水，C不符合题意；澄清石灰水露置于空气中，能吸收空气中的二氧化碳而变浑浊，但与题意无关。
16.【答案】(1)①通入氧气后试管内气体变为红棕色　②试管内液面升高　③最后试管内剩余无色气体
(2)一氧化氮　1.0 mL
【解析】(1)有关反应的化学方程式：①2NO＋O2===2NO2　②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　③总反应的化学方程式4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。若V(NO)∶V(O2)≠4∶3，最后有无色气体(一氧化氮或氧气)剩余。
(2)设1.5 mL氧气全部参加反应，由反应③可知，一氧化氮为V(NO)＝V(O2)×4/3＝1.5 mL×4/3＝2.0 mL，一氧化氮总体积为3.0 mL，可得剩余一氧化氮气体1.0 mL。
17.【答案】(1) 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　沸腾炉
(2) 三氧化硫、二氧化硫、氧气　CBA
(3)98.3%的浓硫酸　氧化炉
【解析】(1)工业制硫酸的三个主要设备分别为沸腾炉、接触室、吸收塔，发生三个反应：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2、2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O === H2SO4；
接触室中，通过热交换器用反应放出的热量对反应气体进行预热。
(2)二氧化硫与氧气从A进入，预热后从B导出，经过催化剂发生化合反应生成三氧化硫，从C导出。由于二氧化硫与氧气的反应为可逆反应，C处流出的气体为三氧化硫、二氧化硫、氧气；此反应放出热量，A、B、C三处气体的温度越来越高。
(3)在吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫，避免用水吸收三氧化硫形成酸雾。从吸收塔上部导出的气体再次通入氧化炉进行二次氧化。
18.【答案】(1)4K＋SiF4===Si＋4KF
(2)①AC　②2Mg＋SiO2Si＋2MgO
(3)Si＋2NaOH＋Ca(OH)2Na2SiO3＋CaO＋2H2↑
【解析】(1)金属钾还原SiF4获得单质硅的同时生成KF，据此写出化学方程式。(2)分析所给反应，Al的化合价升高，Al作还原剂，氧化产物为KAlF4和K2AlF5，在两种物质中Al均为＋3价，反应中每生成3 mol Si，转移12 mol电子，故转移6NA电子，得到42 g Si。(3)硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，加强热生成H2，同时还生成CaO和硅酸钠，据此写出化学方程式。
19.【答案】　(1)比较Cl2与HClO的漂白性(或验证Cl2的漂白性)
(2)干燥Cl2(或吸收A气体中的水)　B中布条不褪色，C中布条褪色
(3)Cl2有毒，污染空气

【解析】　Cl2本身无漂白性，Cl2的漂白是因为Cl2与水反应生成了HClO；Cl2有毒，Cl2的尾气要经处理，Cl2易与NaOH溶液反应，尾气吸收一般用NaOH溶液。本题对Cl2性质的考查比较全面、基础。
20.【答案】(1) SiO2　Na2SiO3　CO2　H4SiO4　 H2SiO3
(2)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
②Na2SiO3＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3
③H4SiO4=== H2SiO3＋H2O
④H2SiO3SiO2＋H2O
【解析】本题的突破口为D可常温下失水，在常见物质中只有原硅酸，由此可知D为原硅酸，E为硅酸， A为二氧化硅，再代入验证即可。
21.【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑4NA<
(2) B吸收挥发的HCl
【解析】(1)实验室是用二氧化锰与浓盐酸加热反应来制氯气的，反应的离子方程式：MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。由方程式可知，若有4 mol氯化氢参加反应，则有2 mol氯化氢被氧化，转移电子的物质的量为2 mol，故有4 mol的HCl被氧化时，则转移的电子总数为4NA；足量的MnO2投入到含2 mol HCl的浓盐酸中，随着反应的进行浓盐酸会逐渐的变稀，反应会停止，所以2 mol氯化氢不能全部反应；根据化学方程式可知，有4 mol氯化氢参加反应，则生成氯气的物质的量为1 mol，故足量的MnO2投入到含2 mol HCl的浓盐酸中，充分加热，可生成Cl2的量小于0.5 mol。
(2)由于浓盐酸具有挥发性，所以制取的氯气中会混入氯化氢和水蒸气，则在收集氯气之前应除去氯化氢和水蒸气；要先除去氯化氢气体，所以X溶液为饱和食盐水，作用是吸收挥发的HCl；再通过浓硫酸除水，所以Y为浓硫酸。
22.【答案】(1)无　烧瓶中有空气，可以将产生的NO氧化成NO2　无色的NO
(2)①液面与橡皮塞接触(或A侧管中恰好充满液体)
②铜丝上有气泡产生
(3)①当反应产生的NO气体，使铜丝圈与稀硝酸脱离时，反应立即停止　在U形管A侧管内可观察到无色NO气体
②U形管B侧管内的稀硝酸又回到A侧管中，分液漏斗中有红棕色气体产生
【解析】由于NO易被空气中的O2氧化成NO2(红棕色)，所以在铜与稀硝酸反应的常规实验中，很难观察到无色NO气体的生成，而是观察到红棕色气体。本题图Ⅱ装置提供无氧气环境，使NO能存在相当长一段时间。
23.【答案】(1)NH4HCO3(或(NH4)2CO3)
(2)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③3NO2＋H2O ===2HNO3＋NO
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
【解析】C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C为氨气；氨催化氧化生成NO，不同浓度的G均可以与铜反应，则G为硝酸，F为NO2；B与NO2反应生成硝酸，则B为H2O；常温下，A、C、D为无色气体，能与过氧化钠反应的无色气体只有CO2(A)，即X受热分解生成CO2、H2O、NH3，故X为NH4HCO3或(NH4)2CO3。
24.【答案】(1)红　2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
(2)Al(OH)3＋OH－===＋2H2O　（或Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O）
(3) 4NH3＋5O24NO＋6H2O
【解析】(1)若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，表明含有钠元素，根据流程图，X是一种常见的温室气体，X为二氧化碳，A为氢氧化钠，B为碳酸钠，C为碳酸氢钠。碳酸钠在水溶液中水溶液显碱性，滴加2滴酚酞，溶液呈红色。
(2)若B是一种两性不溶物，则B为氢氧化铝或氧化铝，根据流程图，A为氯化铝，X为氢氧化钠，B为氢氧化铝，C为偏铝酸钠，或者A为偏铝酸钠，X为盐酸，B为氢氧化铝，C为氯化铝。
(3)若A是一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则A为氨气，A转变为C是工业生产中的一种重要反应，即氨的催化氧化。
25.【答案】（1）
（2）①2.1 mol·L-1
②0.025 mol
【解析】（1）稀硝酸和铜能发生反应，生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应方程式为3Cu+8HNO3===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；该反应中部分N元素化合价由+5价变为+2价，氧化剂为HNO3，对应还原产物为NO，Cu元素化合价由0价变为+2价，还原剂为Cu，该反应转移6e﹣，用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目为。
（2）①溶液密度为1.08 g·mL-1，质量分数为12%，c==≈2.1 mol·L-1。
②反应3Cu+8HNO3===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，产生了标准状况下0.56 L的一氧化氮，所以被还原的HNO3的物质的量即生成一氧化氮的量为==0.025 mol。
26.【答案】0.20吨
【解析】假设需要氨气x吨，则x×90%×(1－5%)÷17＝1×63%÷63，x＝0.20吨