《非金属及其化合物》单元检测题
一、单选题
1.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是( )
A. 7、2 B. 5、4 C. 6、3 D. 3、6
2.制备硅单质的主要化学反应如下:
①SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑;
②Si(粗硅)+2Cl2SiCl4;
③SiCl4+2H2Si(纯硅)+4HCl,下列对上述三个反应的叙述中不正确的是( )
A. ①③为置换反应
B. ①②③均为氧化还原反应
C. ②为化合反应
D. 三个反应的反应物中硅元素均被还原
3.下列叙述正确的是( )
A. 硅酸胶体是纯净物
B. 硅酸胶体粒子的直径是1~100 nm之间
C. 胶体区别于其他分散系的本质特征是有丁达尔效应
D. 硅酸胶体的胶粒不能通过滤纸
4.下列说法不正确的是( )
A. 试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B. 单质硫既有氧化性,又有还原性
C. 硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫
D. 硫在过量纯氧中燃烧的产物是三氧化硫
5.已知2Fe2++Br22Fe3++2Br﹣。向100 mL的FeBr2溶液中通入标准状况下的Cl23.36 L,充分反应后测得溶液中Cl﹣与Br﹣的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为( )
A. 2 mol·L-1 B. 1 mol·L-1 C. 0.4 mol·L-1 D. 0.2 mol·L-1
6.将固体碳酸氢铵置于试管中加热,使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,则最后得到的气体是( )
A. 氨气 B. 氧气 C. 水 D. 二氧化碳
7.2013年5月3日下午,陕西省宝鸡市扶风县一造纸厂制漂车间工人作业时,不慎拧断氯气罐阀门,导致氯气泄漏。Cl2有毒,常用于自来水和游泳池的消毒杀菌。已知硫氰[(SCN)2]的化学性质与Cl2的类似,被称为“拟卤素”,如(SCN)2+2NaOH===NaSCN+NaSCNO+H2O,阴离子的还原性顺序为I->SCN->Br->Cl-。下列说法中不正确的是( )
A. 若Cl2、(SCN)2发生泄漏,均可喷洒石灰水进行处理
B. KSCN可以与FeCl3溶液反应
C. Cl2与KSCN溶液发生反应的离子方程式为Cl2+2SCN-=== (SCN)2+2Cl-
D. (SCN)2可以与KBr溶液发生反应:(SCN)2+2KBr === 2KSCN+Br2
8.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中,硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是( )
A. 答案A B. 答案B C. 答案C D. 答案D
9.石英用来制造坩埚是因为( )
A. 高温下,石英与任何化学试剂都不反应,石英熔点高、耐高温
B. 石英耐酸性能好,与任何酸都不反应
C. 石英熔点高、耐高温
D. 石英硬度小,易于加工处理
10.环境问题越来越受到人们的关注,造成环境问题的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有害气体或对自然界物产过度开采。对于下列环境问题的治理不正确的是( )
A. 温室效应——减少化石燃料使用,开发清洁能源
B. 雾霾——适当限号,减少汽车尾气排放及扬尘
C. 白色污染——杜绝生产塑料袋,从根源上治理
D. 水体污染——节约用水,减少污水排放
11.活性氮原子与二氧化氮反应(N+NO2)同时有四组气体产物:①N2O+O;②2NO;③N2+2O;④N2+O2。测得产物气体平均相对分子质量为28.7,第③组产物所占比例为( )
A. 13% B. 23% C. 33% D. 43%
12.下列实验现象的描述正确的是( )
A. 氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白色烟雾
B. 铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于水,溶液呈蓝绿色
C. 铁丝在氯气中燃烧,产生红色的浓烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
D. 钠在空气中燃烧,发出黄色的火焰,生成白色固体
13.石英的主要化学成分是( )
A. 硅酸钠 B. 氧化铝 C. 二氧化硅 D. 单质硅
14.下列说法中正确的是 ( )
A. 硫是一种不溶于水的黄色晶体
B. 硫与金属反应时作氧化剂,与非金属反应时作还原剂
C. 硫与铁反应时生成硫化铁
D. 硫在自然界中仅以化合态存在
15.下列反应中,能说明SiO2是酸性氧化物的是( )
①SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
②SiO2+CaOCaSiO3
③SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
④SiO2+2CSi+2CO↑
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
16.飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物,颗粒很小,不易沉降。它与空气中的二氧化硫和氧气接触时,二氧化硫会部分转化为三氧化硫,使空气的酸度增加,环境污染更为严重。其中飘尘所起的作用可能是( )
A. 氧化剂 B. 还原剂 C. 催化剂 D. 载体
17.宁夏的硒砂瓜现今已享誉区内外,西瓜富含硒元素,有延年益寿、抗衰老、抗癌作用,因之得名“硒砂瓜”。二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成二氧化硒以回收硒。
在回收过程当中涉及到如下化学反应:
①SeO2+4KI+4HNO3===Se+2I2+4KNO3+2H2O;
②Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O。
下列有关叙述正确的是( )
A. 二氧化硒、浓硫酸、碘的氧化性由强到弱的顺序是浓硫酸>二氧化硒>碘
B. ①中硒是氧化产物,碘是还原产物
C. 反应①中碘化钾是氧化剂,二氧化硒是还原剂
D. 反应①中每有0.6 mol 碘生成,转移电子数目为2.4NA
18.关于氮气的性质说法中错误的是( )
A. 氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B. 通常情况下,氮气性质很不活泼
C. 可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D. 大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
二、填空题
19.某课外活动小组实验测得某硅酸盐所含氧化物的质量分数如下表:
根据表中的数据请写出
(1)该硅酸盐的普通化学式是______________。
(2)用氧化物的形式表示该硅酸盐的组成是____________________。
20.硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)二氧化硅是玻璃的成分之一,二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________,工艺师常用____________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧,因此硅酸钠可用作__________的原料。
(3)工业上常用SiO2+2CSi+2CO↑制备硅单质,该反应中有元素化合价升高的物质是______________(填化学式,下同),氧化剂是__________________。
三、实验题
21.某研究性学习小组设计了用氧化浓盐酸的方法制取氯气的实验,其实验装置如下图:
(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式:___________________________________。
(2)如果将过量的二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要的原因有①______________________;②_________________。
(3)L的作用是______________________________________;B的作用是_________________。
(4)为了提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是_________________________________。
四、推断题
22.如图中A~H均为中学化学中常见的物质,A、B、H为气体,反应①是重要的工业反应,它们之间有如下转化关系(反应中生成的水已略去)。
请回答以下问题:
(1)B是________,D是________,G是________,H是________(填化学式)。
(2)工业上常利用反应①制取漂白粉,该反应的化学方程式:_____________________,漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,化学反应方程式为__________________________。
(3)A中元素的原子结构示意图为________________。
(4)F在溶液中的电离方程式为_____________。
(5)上述反应中属于氧化还原反应的是_________(填写序号)。
五、计算题
23.我国利用接触法制硫酸的第一步是在沸腾炉中焚烧黄铁矿。现有1吨含脉石(SiO2)的黄铁矿(FeS2)样品,将其在氧气流中充分灼烧,反应完全后得0.78 吨残渣,该黄铁矿的纯度是多少?
24.已知普通玻璃的成分为Na2O:13%,CaO:11.7%,SiO2:75.3%。某玻璃厂现有石灰石500 t,纯碱2 400 t。计算上述原料能生产普通玻璃多少吨?
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据化合价代数和为零规则,Al为+3价,Si为+4价,O为-2价,OH为-1价,则有2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0,化简得2x+y=14。此方程涉及两个未知数x、y,只能用不定方程讨论思想来解决问题。将A~D中x、y值代入,只有B符合方程。
2.【答案】D
【解析】置换反应是一种单质与一种化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应,①③是置换反应;三个反应均有单质存在,且有化合价变化元素存在,都是氧化还原反应;只有②是化合反应。在反应②中硅元素化合价升高,被氧化,D项不正确。
3.【答案】B
【解析】硅酸胶体为混合物,A项错误;胶体粒子的直径在1~100 nm之间,B项正确;胶体区别于其他分散系的本质特征为分散质粒子的直径大小,C项错误;胶体粒子能够通过滤纸,但不能通过半透膜,D项错误。
4.【答案】D
【解析】单质硫既有氧化性(与金属、氢气反应),又有还原性(与氧气反应);硫在空气或纯氧气中燃烧都生成二氧化硫,硫的燃烧产物与氧气的浓度无关,氧气浓度只影响反应的剧烈程度。
5.【答案】A
【解析】还原性Fe2+>Br﹣,通入氯气先发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl﹣,Fe2+反应完毕,剩余的氯气再发生反应2Br﹣+Cl2Br2+2Cl﹣。反应后溶液中Cl﹣和Br﹣的物质的量浓度相等,说明氯气完全反应,Cl2的物质的量=0.15 mol;若Br﹣没有反应,n(Br﹣)=0.3 mol,则n(FeBr2)=0.15 mol,0.15 mol Fe2+只能消耗0.075 mol的Cl2,故有部分Br﹣参加反应。
设FeBr2的物质的量为x,则n(Fe2+)=xmol,n(Br﹣)=2xmol,未反应的n(Br﹣)=0.3 mol,参加反应的n(Br﹣)=(2x﹣0.3)mol,根据电子转移守恒有x×1+[2x﹣0.3]×1=0.15 mol×2,解得x=0.2 mol,所以原FeBr2溶液的物质的量浓度=2 mol·L-1。
6.【答案】B
【解析】碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,二氧化碳和水分别与过氧化钠反应产生氧气,而分解产生的氨气被浓硫酸吸收,最终得到的气体是氧气。
7.【答案】D
【解析】硫氰[(SCN)2]的化学性质与Cl2的类似,都能与碱反应,可以与氢氧化钙反应而被吸收,A正确;氯化铁和硫氰化钾溶液发生反应生成硫氰化铁,使溶液呈红色,B正确;还原性SCN->Cl-,所以氯气能氧化SCN-为(SCN)2,反应为Cl2+2SCN-=== (SCN)2+2Cl-,C正确;还原性SCN->Br-,(SCN)2不能氧化Br-为Br2,所以硫氰和溴离子不反应,D不正确。
8.【答案】C
【解析】玛瑙、光导纤维、水晶的主要成分是二氧化硅,太阳能电池板的主要成分是硅单质。
9.【答案】C
【解析】石英用来制造坩埚是因为其熔点高、耐高温,石英耐酸性能好(氢氟酸除外)。
10.【答案】C
【解析】二氧化碳是造成温室效应的主要气体,所以可以通过减少化石燃料使用,开发清洁能源,从而减少二氧化碳的排放,故A正确;
雾霾是悬浮在空气中烟、灰尘等物质,所以可以适当限号,减少汽车尾气排放及扬尘,故B正确;
白色污染是由于塑料制品的任意丢弃引起的,所以用布袋或纸袋代替塑料袋购物有利于减少白色污染,而不是杜绝生产塑料袋,故C错误;
节约用水和合理施用农药、化肥,可以减少水体污染,故D正确。
故选C。
11.【答案】A
【解析】根据产物可知,①②④的平均相对分子质量都是(14×2+16×2)/2=30。而③的平均相对分子质量为(14×2+16×2)/3=20,因此如果设第③组产物所占比例为x,则20x+30(1-x)=28.7,解得x=13%。
12.【答案】B
【解析】氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢能与水蒸气形成盐酸小液滴,产生白雾, A不正确;铁在氯气中燃烧产生红褐色的烟(氯化铁固体小颗粒),溶于水所得溶液呈棕黄色,C不正确;钠在空气中燃烧生成淡黄色固体,产生黄色火焰, D不正确。
13.【答案】C
【解析】石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。
14.【答案】A
【解析】硫与H2反应时作氧化剂;硫与铁反应生成硫化亚铁;硫在自然界中既有化合态又有游离态。
15.【答案】B
【解析】 二氧化硅和氢氟酸反应是二氧化硅的特殊性质,不能说明是酸性氧化物,①不符合;二氧化硅和氧化钙反应生成硅酸钙,是酸性氧化物的通性,②符合;二氧化硅和碱反应生成盐和水,符合酸性氧化物的概念,③符合;二氧化硅和碳反应表现二氧化硅的氧化性,不能说明是酸性氧化物,④不符合。
16.【答案】C
【解析】飘尘在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中,结构和性质未改变,只是促进了二氧化硫转化,所以飘尘起了催化剂的作用。
17.【答案】A
【解析】氧化还原反应中,氧化剂氧化性强于氧化产物的氧化性,由反应①可知二氧化硒的氧化性强于碘,由反应②可知浓硫酸的氧化性强于二氧化硒;在反应①中二氧化硒是氧化剂,硒是还原产物;碘化钾是还原剂,碘是氧化产物;当有0.6 mol碘生成时,转移电子的数目为1.2NA。
18.【答案】C
【解析】 通常情况下氮气的性质很不活泼,在放电或高温条件下,能跟氧气反应。
19.【答案】(1)CaAl2Si3O10·3H2O(或CaAl2H6Si3O13)
(2)CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
【解析】由各氧化物的质量分数,可求出它们的物质的量之比为1∶1∶3∶3,即Ca、Al、Si、O、H2O的个数之比为1∶2∶3∶10∶3。按照书写规则,先写活泼金属氧化物,再写较活泼金属氧化物,然后写二氧化硅,最后写水。即为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O。
20.【答案】(1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氢氟酸 (2)防火剂 (3)C SiO2
【解析】二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水;氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅和水,因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。硅酸钠的水溶液又称“水玻璃”,具有阻燃的功能,可作防火剂。二氧化硅与碳反应生成单质硅和一氧化碳,其中碳元素的化合价升高,碳被氧化;二氧化硅中硅元素的化合价降低,二氧化硅被还原,作氧化剂。
21.【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2)①反应中HCl消耗,盐酸变稀,稀盐酸不能与MnO2反应 ②加热中有部分HCl挥发而损失
(3)恒压条件下确保浓盐酸能顺利滴加 利用氯气在饱和食盐水中溶解度很小的性质而贮存氯气
(4)将浓盐酸慢慢滴下;加热时用小火慢慢加热等
【解析】(1)实验室制取氯气时:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑。
(2)随着反应进行,浓盐酸变稀,反应停止;同时,浓盐酸挥发,也导致其浓度降低,进而迫使反应停止。
(3)为防止浓盐酸挥发,可将浓盐酸慢慢滴下,同时用小火慢慢加热。随着反应的进行,烧瓶内气体增多,导致瓶内气压增大,分液漏斗中浓盐酸就不能顺利流下,增加装置L后,可使烧瓶和漏斗实现连通,气体压强大小一致,恒压条件下确保浓盐酸能顺利滴加;B装置利用氯气在饱和食盐水中溶解度很小的性质而收集氯气。
(4)提高浓盐酸利用率,可将浓盐酸慢慢滴下,使之充分反应;也可加热时用小火慢慢加热,减少挥发。
22.【答案】(1)CO2 CaCl2 HClO O2
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
(3)
(4)HCl===H++Cl-
(5)①⑤
【解析】工业上石灰乳常用于制备漂白粉、与纯碱制备烧碱,因A是气体,可确定反应①为制取漂白粉反应,A应为Cl2,2Cl2+2Ca(OH)2=== Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O。B与澄清石灰水反应,说明气体B为酸性氧化物,它能和C的水溶液反应,可知B为CO2,C 、D分别为Ca(ClO)2、CaCl2。Ca(ClO)2+CO2+H2O === CaCO3↓+2HClO,则G为HClO,2HClO2HCl+O2↑,生成气体H为O2,F为HCl。
23.【答案】纯度66%
【解析】硫铁矿煅烧过程中固体质量改变是因为 FeS2转化为Fe2O3
=
解得:x=0.66 t。
24.【答案】2 393.16 t
【解析】普通玻璃中n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)=∶∶=1∶1∶6,
因为Na2O~Na2CO3,CaO~CaCO3,
所以三种原料的物质的量之比为Na2CO3∶CaCO3∶SiO2=1∶1∶6。
题中所给原料的物质的量之比为∶≈5∶22.6 = 1∶4.52,显然Na2CO3有剩余。
设500吨石灰石折合氧化钙xt
CaO~CaCO3
56 t 100 t
xt 500 t
56∶x=100∶500
x=280 t
280 t÷11.7%≈2 393.16 t。