2020—2021学年高中人教版化学必修1第四章《非金属及其化合物》单元测试卷

第四章《非金属及其化合物》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后(　　)
A．
加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
B．
加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C．
加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液
D．
加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
2.铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是(　　)
A．
硫酸铁
B．
碳酸钠
C．
硝酸钾
D．
硫酸亚铁
3.实验室中用足量的二氧化锰和含有4
mol氯化氢的浓盐酸充分反应制氯气，下列说法正确的是(　　)
A．
该实验中共消耗1
mol
二氧化锰，生成1
mol氯气
B．
为了除去氯气中混有的杂质气体，可以依次通过饱和食盐水和碱石灰
C．
在该反应中二氧化锰作氧化剂，浓盐酸作还原剂
D．
氯气可以用向上排空气法或排水法收集
4.喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置(夹持仪器已略去)，在烧瓶中充满干燥气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是(　　)
A．
氯化氢和水
B．
氧气和水
C．
氨气和水
D．
二氧化碳和氢氧化钠溶液
5.下列说法中正确的是(　　)
A．
用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味
B．
用排水集气法便可以收集到纯净的氯气
C．
用向下排空气法可以收集到纯净的氯气
D．
自来水常用氯气来杀菌、消毒
6.下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是(　　)
A．
硅单质作耐火材料
B．
晶体硅作半导体材料
C．
二氧化硅作光导纤维材料
D．
高纯硅作计算机芯片材料
7.在一定温度和压强下，把装有NO和NO2的混合气体的试管倒立于水中，充分反应后，试管内气体的体积缩小为原气体体积的，则原混合气体中NO和NO2的体积比为（　　）
A．
3∶l
B．
1∶3
C．
2∶3
D．
3∶2
8.电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物的是(　　)
①NH3　②NO　③NO2　④N2O3　⑤N2O5　⑥HNO3
A．
①④⑤
B．
①③⑤
C．
②④⑥
D．
②③⑤⑥
9.下列关于浓硫酸特性的叙述不正确的是(　　)
A．
浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性
B．
浓硫酸能吸收气体中的水蒸气，常作氨气、二氧化硫等气体的干燥剂
C．
浓硫酸可以吸收固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水
D．
在反应C12H22O1112C＋11H2O，浓硫酸作脱水剂。
10.用氯气给自来水消毒，某学生用自来水配制下列物质的溶液，药品不会产生明显变质的是（　　）
A．
石蕊
B．
硝酸银
C．
亚硫酸钠
D．
氯化铝
11.在下列反应中，氨作氧化剂的是(　　)
A．
NH3＋H3PO4===NH4H2PO4
B．
4NH3＋5O24NO＋6H2O
C．
2NH3＋3Cl2===6HCl＋N2
D．
NH3＋NaH===NaNH2＋H2↑
12.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
13.储存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象，这体现了浓硫酸的(　　)
A．
脱水性和吸水性
B．
吸水性和酸性
C．
强氧化性和吸水性
D．
不挥发性和酸性
14.水泥和普通玻璃都是常见的硅酸盐产品。下列说法中不正确的是(　　)
A．
生产水泥和普通玻璃的每一种原料都含有硅
B．
水泥、普通玻璃都是混合物
C．
生产水泥和玻璃都必须用石灰石
D．
用纯净的石英制成石英玻璃，它的膨胀系数小，常用来制造耐高温的化学仪器
15.长期放置饱和氯水时，下列微粒在溶液中不减少的是(　　)
A．
Cl2
B．
HClO
C．
Cl－
D．
H2O
二、实验题(共3小题)
16.下图表示在没有通风橱时制取纯净的氯气时设计的装置图，图中A、B是可控制的弹簧铁夹。
(1)烧杯中盛放的液体是__________，其作用是____________，水槽中盛放的液体是________________________。
(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前，应__________________________；当氯气纯度合乎要求时，应__________________________________，当氯气收集完毕时，应______________________________。
(3)将8.7
g二氧化锰与含氯化氢14.6
g的浓盐酸共热制氯气，甲同学认为可制得氯气
7.1
g，乙同学认为制得氯气的质量小于7.1
g，你认为________(填“甲”或“乙”)同学正确，原因是__________________________________________________________________。
17.下图是实验室制取二氧化硫并验证二氧化硫的某些性质的装置，试回答：
(1)在⑥中发生反应的化学方程式为________________________。
(2)①中的实验现象为紫色石蕊试液________________，此实验证明二氧化硫是________________气体。
(3)②中的品红溶液____________，证明二氧化硫有________性。
(4)③中的实验现象是______________，证明二氧化硫有__________性。
(5)④中的实验现象是________________，证明二氧化硫有____________性。
(6)⑤的作用是______________，反应的化学方程式为____________________________。
18.合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。
(1)实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。
①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。
②试管中反应的化学方程式是____________________。
③为吸收多余的氨气，烧杯中的试剂是__________________。
(2)氨有很多重要性质。
①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色，其原因是_______________________________。
②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如出现白烟，说明有氯气泄露，同时还有一种相对分子质量为28的气体生成，该反应的化学方程式是__________________________。
(3)写出氨的两种用途__________________________________。
三、计算题(共3小题)
19.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。
20.将10
mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2
mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？
21.　19.2
g
Cu加入到100
mL一定浓度的硝酸溶液中，假定两者恰好完全反应，同时产生标准状况下8.96
L
NO和NO2的混合气体(忽略气体的溶解及转化)。求：
(1)混合气体中NO和NO2的体积比。
(2)硝酸溶液的物质的量浓度。
四、填空题(共3小题)
22.由于用氯气对饮用水消毒会使水中的有机物发生氯代反应，生成含氯有机化合物，对人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法，建议采用具有强氧化性的广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。ClO2极易爆炸，生产和使用时应尽量用稀有气体稀释，避免光照、振动或加热。
(1)在ClO2分子中，氯元素的化合价是__________。
(2)欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2体积的一半。表示这一反应的化学方程式是__________________________________。
(3)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的柱内制得ClO2，这一反应的化学方程式是________________________，和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是________________________________________。
23.实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：
(1)该反应的化学方程式是________________________；
(2)反应中被还原的元素是____________，氧化产物是__________，
(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是________，硝酸所表现的性质是__________。
24.硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)工业上生产粗硅的反应：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为________。
(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：
①若反应Ⅰ为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________________________________。
②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_____________________________________________。
③假设每一轮次制备1
mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失。反应Ⅰ中HCl的利用率为90%。反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】检验铵盐的方法：将某固体(或其溶液)与强碱共热，若产生刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，原固体为铵盐(或其溶液)。
2.【答案】C
【解析】铜与稀硫酸不反应，但加入硝酸钾后，可形成稀硝酸，与铜发生如下反应：
3Cu＋8H＋＋2===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜粉质量减少并有气体逸出。
硫酸铁能与铜粉发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，铜粉质量减少但无气体逸出。
3.【答案】C
【解析】MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应需用浓盐酸，反应进行到一定程度后，盐酸浓度降低，反应停止，生成的氯气少于1
mol，消耗的二氧化锰也不足1
mol，A不正确；碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠，氯气可以与之发生反应，B不正确；在反应中二氧化锰作氧化剂，浓盐酸作还原剂，C正确；氯气可溶于水，不能用排水法收集，但可以用排饱和食盐水的方法收集，不过不能收集到干燥的氯气，D不正确。
4.【答案】B
【解析】氯化氢、氨气都极易溶于水，挤压装置中的胶头滴管，它们被水吸收，烧瓶内的气压都迅速减小，都可形成喷泉；
二氧化碳极易被氢氧化钠溶液吸收，烧瓶内的气压迅速减小，可形成喷泉；氧气难溶于水，烧瓶内的气压几乎无变化，不能形成喷泉。
5.【答案】D
【解析】闻气体的方法是用手轻轻地在瓶口扇动，仅使少量的气体飘入鼻孔，不能直接用鼻子闻，A不正确；氯气易溶于水且能和水反应，所以使用向上排空气法或者排饱和食盐水的方法收集氯气，B不正确；氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气，C不正确；氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，可以杀菌、消毒，D正确。
6.【答案】A
【解析】单质硅是很好的半导体材料，是生产光导纤维的原料；高纯硅是制作计算机芯片的材料；在高温下，硅能与氧气反应生成二氧化硅，硅单质不能作耐火材料。
7.【答案】B
【解析】NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中的试管中发生反应为3NO2+H2O2HNO3+
NO。
设原混合的气体的体积是2，则反应后的气体体积是1，
V（NO2）==
原气体中V（NO）=2-﹣==
所以原混合气体中NO2和NO的体积比=V（NO）∶V（NO2）==∶：=1∶3，B正确。
8.【答案】A
【解析】有关反应的化学方程式：
N2＋O22NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
9.【答案】B
【解析】浓硫酸具有吸水性，常作气体的干燥剂，但不能用来干燥碱性气体氨气。
10.【答案】D
【解析】氯气与水发生反应Cl2+H2OHCl+HClO，溶液中存在的微粒有Cl2、HClO、Cl-、ClO-、OH-、H+、H2O。
溶液呈酸性，酸能使石蕊变色，不能用自来水配制石蕊，A不选；
溶液中含有氯离子，氯离子和银离子反应生成AgCl白色沉淀，不能用自来水配制硝酸银溶液，B不选；
氯气、次氯酸都具有强氧化性，能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠，所以不能用自来水配制亚硫酸钠溶液，C不选；
氯化铝属于强酸弱碱盐，和氯气、次氯酸、盐酸等都不反应，可用自来水配制氯化铝溶液，D选。
11.【答案】D
【解析】氨与磷酸的反应为非氧化还原反应；氨与氧气、氯气的反应中，氨作还原剂；氨与氢化钠的反应中作氧化剂。
12.【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。
13.【答案】B
【解析】浓硫酸具有吸水性，铁罐外口的浓硫酸吸水变成稀硫酸，然后稀硫酸和铁罐常温下反应，生成硫酸亚铁和氢气，此时表现酸性。
14.【答案】A
【解析】生产水泥的原料是黏土和石灰石，生产玻璃的原料是纯碱、石英、石灰石。石灰石中不含有硅，A不正确。
15.【答案】C
【解析】新制饱和氯水中含有Cl2、H2O、
HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－等粒子，长期放置时，次氯酸分解生成盐酸和氧气，最后得到盐酸溶液，H＋和Cl－增多。
16.【答案】(1)氢氧化钠溶液　吸收多余的氯气　饱和食盐水
(2)打开B夹，关闭A夹　打开A夹，关闭B夹　关闭A夹，打开B夹
(3)乙　①浓盐酸易挥发；②随着反应进行，浓盐酸浓度会降低，稀盐酸将不再反应
【解析】(1)从左往右依次为：气体发生装置、气体除杂装置、气体收集装置。用饱和食盐水可洗去氯气中混有的氯化氢，又使氯气损失较少，可用排饱和食盐水法收集氯气。处理制氯气的尾气最好的试剂是强碱溶液。
(2)收集氯气之前，需要进行除杂，打开B夹，关闭A夹；收集时打开A夹，关闭B夹；尾气处理时，关闭A夹，打开B夹。
(3)由于浓盐酸会挥发，并且随反应的发生，盐酸浓度逐渐降低，稀盐酸不能反应，用浓盐酸制氯气时，氯化氢不能完全反应。
17.【答案】(1)Na2SO3＋H2SO4(浓)
===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
(2)变红　酸性　(3)褪色　漂白
(4)有淡黄色沉淀生成　氧化
(5)高锰酸钾溶液褪色　还原　
(6)吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染环境　SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
【解析】(1)试管⑥中的化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。
(2)二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，能使紫色石蕊试液变红色，证明二氧化硫是酸性气体。
(3)二氧化硫能使②中的品红溶液褪色，证明二氧化硫具有漂白性。
(3)③中的可观察到有淡黄色沉淀单质硫生成，证明二氧化硫有氧化性。
(5)④中的酸性高锰酸钾溶液褪色，证明二氧化硫具有还原性。
(6)⑤的作用是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染环境。
18.【答案】(1)①
②2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
③水(或稀盐酸、硫酸等)
(2)①氨水显碱性　②8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
(3)作制冷剂、制化肥等
【解析】(1)①氨气的密度小于空气的密度，且氨气和氧气不反应，可以采用向下排空气法收集气体，导气管应“短进长出”；
②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
③氨气极易溶于水，且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸，用水或酸吸收氨气。
(2)①氨气极易溶于水生成氨水，氨水能电离出铵根离子和氢氧根离子，溶液呈碱性；
②氨气和氯气反应生成白色烟，为氯化铵，同时还有氮气(相对分子质量为28的气体)生成，反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。
(3)氨气极易液化，气化时吸收热量，所以氨气能作制冷剂，氨气能制造铵盐和化肥。
19.【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。
20.【答案】　若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2
mL和0.8
mL；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4
mL和3.6
mL。
【解析】　剩余2
mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：
(1)剩余的是NO，可以看成先发生了反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3剩余的NO2又与水作用，最终有2
mL
NO
产生。由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得，剩余的NO2体积为2
mL×3＝6
mL。则原有O2体积为(10
mL－6
mL)×＝0.8
mL，NO2体积为10
mL－0.8
mL＝9.2
mL。
(2)剩余的是O2，则有10
mL－2
mL＝8
mL
NO2和O2的混合气体按反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行。所以NO2的体积为8
mL×＝6.4
mL，O2体积为10
mL－6.4
mL＝3.6
mL。
21.【答案】　(1)V(NO)∶V(NO2)＝1∶3　(2)10
mol·L－1
【解析】　(1)设NO2的物质的量为x，NO的物质的量为
y，则
解得x＝0.3
mol，y＝0.1
mol。
故V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(2)根据N原子守恒有
c(HNO3)＝＝10
mol·L－1。
22.【答案】(1)＋4　(2)2NaClO3＋4HCl(浓)===2NaCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O　(3)2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2　副产物少，原料利用率高
【解析】(1)Cl元素化合价为＋4价。(2)反应物为NaClO3和浓盐酸，生成物为ClO2和Cl2，且Cl2体积为ClO2的一半，则2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。(3)NaClO2、Cl2反应生成ClO2，根据氧化还原反应原理，还应生成NaCl，该反应为2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl。与上一方法相比，生成的ClO2中不含Cl2杂质，对环境污染较小，副产物少，原料利用率高。
23.【答案】(1)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)氮元素　硝酸铜
(3)2∶3　强氧化性和酸性
【解析】铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，该反应中氮元素的化合价从＋5价降为＋2价，氮元素被还原，硝酸是氧化剂；铜元素的化合价从0价升高为＋2价，铜为还原剂，氧化产物是硝酸铜；3
mol铜失去的电子数与2
mol硝酸得到的电子数相同，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3，此反应中硝酸既表现强氧化性，又表现酸性。
24.【答案】　(1)5∶2　(2)①SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl　②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑　③5∶1
【解析】　(1)根据反应SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，SiO2＋3CSiC＋2CO↑，生成1
mol
Si需消耗2
mol
C和1
mol
SiO2，生成1
mol
SiC需消耗3
mol
C和1
mol
SiO2，产品中Si与SiC的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5∶2。(2)①反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。②化学方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。