高一下学期化学人教版（2019）必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试卷

第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试卷 一、单选题(共 15 小题) 1.下列物质在一定条件下能够与硫黄发生反应，且硫做还原剂的是( ) A． O2 B． Fe C． H2 D． Zn 2.下列物质可用于干燥氨气的是( ) A． 浓硫酸 B． 碱石灰 C． 过氧化钠 D． 活性炭 3.要除去氯化钠溶液中含有的氯化镁，应选用的试剂和操作方法是 ( ) A． 加入适量硫酸钠溶液后过滤 B． 加入适量氢氧化钠溶液后过滤 C． 加入过量氢氧化钠溶液后蒸发 D． 加入过量碳酸钠溶液后过滤 4.具有氮的固定作用的化学反应是( ) A． 氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气 B． 一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮 C． 氨气经催化氧化生成一氧化氮 D． 由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵 5.下列非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是 ( ) A． 答案 A B． 答案 B C． 答案 C D． 答案 D 6.检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体，可采用的方法是( ) A． 通过品红溶液 B． 先通过氢氧化钠溶液，再通过澄清石灰水 C． 通过澄清石灰水 D． 先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水 7.硅酸铜钡是当今用最新科学技术才能合成的一种物质。然而现在发现，我国秦朝兵马俑用的一种 颜料竟是硅酸铜钡。下列关于硅酸铜钡的说法错误的是( ) A． 属于盐 B． 难溶于水 C． 属于硅酸盐 D． 易溶于水 8.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 9.甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：。 下列有关物质的推断不正确的是( ) A． 若甲为焦炭，则丁可能是 O2 B． 若甲为 SO2，则丁可能是氨水 C． 若甲为 Fe，则丁可能是盐酸 D． 若甲为 NaOH 溶液，则丁可能是 CO2 10.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 11.下列各组物质均在试管里进行反应，反应过程中，在试管口观察不到红棕色气体出现的是( ) A． 浓硝酸和铜片共热 B． 浓硫酸和铜片共热 C． 稀硝酸和铜片共热 D． 浓硫酸和硝酸钾晶体、铜片共热 12.相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的 量最多的是( ) A． 浓硫酸 B． 稀硫酸 C． 浓硝酸 D． 稀硝酸 13.二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有( ) A． 还原性 B． 氧化性 C． 漂白性 D． 酸性 14.把少量的二氧化氮气体通入过量的小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有过氧化钠颗粒的干 燥管，最后收集到的气体是 ( ) A． O2 B． NO2 C． NO2 和 O2 D． CO2 和 NO 15.在硫酸的工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因两者都正确的是( ) A． 硫铁矿燃烧前粉碎得越细越好，因为大块的硫铁矿燃烧不完全 B． 从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应 C． 二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用铁做催化剂，这样可以无需加热 D． 用 98.3%的硫酸吸收三氧化硫，目的是为了防止形成酸雾，使三氧化硫吸收完全 二、实验题(共 3 小题) 16.某化学小组采用如图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋ 2H2O)。 请回答下列问题： (1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三口烧瓶中，并塞紧 瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三口烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)装置 C 中盛有足量 Ba(OH)2 溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到 C 中出现白色沉淀，该 白色沉淀为____________(填化学式)。 (3)装置 B 的作用是________________________________________________________。 (4)装置 D 中收集到了无色气体，部分同学认为是 NO，还有部分同学认为是 O2。 ①下列对该气体的检验方法合适的是________。 A．敞口观察装置 D 中集气瓶内气体的颜色变化 B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ②如果 D 中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是________________。 17.某化学课外小组所做实验的示意图如图所示：图中“→”表示气体流向， M 是一种纯净而干燥的 气体，Y 为另一种气体，E 内有红棕色气体产生，实验所用物质只能由下列物质中选取：Na2CO3、 Na2O2、NaCl、Na2O、CaCl2、(NH4)2CO3、碱石灰等固体及蒸馏水。据此实验，完成下列填空： (1)A 中所用装置的主要仪器和药品是______________________。 (2)B 中所选的干燥剂是________，其作用是______________________________。 (3)C 中发生的主要反应的化学方程式：________________________________。 (4)制取 Y 气体的 D 装置所用的主要仪器是__________________________。 制取 Y 气体的化学方程式是________________________。 (5)F 中发生反应的化学方程式为__________________________。 18.某兴趣小组的同学为探究和比较 和氯水的漂白性，设计了如下的实验装置。 ①实验室用装置 制备 。某同学在实验时发现打开 的分液漏斗活塞后，漏斗中液体未流下， 你认为原因可能是 。 ②反应开始一段时间后，观察到 、 两试管中的品红溶液都出现褪色的现象，取下后两试管外 观无区别，请你帮助设计实验加以鉴别，你的操作是 。 ③若左右气体流速相同，写出 C 烧杯中的化学方程式 (写总方程式)。 三、计算题(共 3 小题) 19.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？ 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.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) 四、填空题(共 3 小题) 22.如图所示甲是某学生验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是另外两位同学对甲装置改进后的装 置： (1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的化学方程式是_____________________________。 (2)和甲装置相比，乙装置的优点是①______________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (3)为了进一步验证 NO2 和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞______，再打开活 塞________，才能使 NO2 气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使 烧杯中的水进入②试管，应该________________________________________ ________________________________________________________________________。 23.下列关于硫酸的说法正确的是________(填序号)。 ①在常温下，浓硫酸和浓硝酸与 Fe 和 Al 发生“钝化”，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与 Fe 和 Al 都不 反应 ②浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性 ③常温下将铜片放入浓硫酸中，无明显变化，说明铜在浓硫酸中发生“钝化” ④将浓硫酸滴到湿的蔗糖表面，固体变黑膨胀并有刺激性气味气体生成，说明浓硫酸有脱水性、 吸水性和强氧化性 ⑤浓硫酸具有强氧化性，SO2 具有还原性，所以浓硫酸不能干燥 SO2 ⑥浓硫酸具有吸水性，所以浓硫酸可以干燥 H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr 等气体 24.工业上通常利用 SiO2 和碳反应来制取硅，写出反应的化学方程式___________________。 工业上还可以利用镁制取硅，反应为 2Mg+SiO2 2MgO+Si，同时会发生副反应：2Mg + Si Mg2Si。如图是进行 Mg 与 SiO2 反应的实验装置，试回答下列问题： （1）由于 O2 和 H2O（g）的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体 X 作为保护气，试管中 的固体药品可选用________(填序号)。 A．石灰石 B．锌粒 C．纯碱 （ 2 ） 实 验 开 始 时 ， 必 须 先 通 一 段 时 间 X 气 体 ， 再 加 热 反 应 物 ， 其 理 由 是 ___________________________；当反应引发后，移走酒精灯，反应能继续进行，其原因是 ______________________。 （3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产 生此现象的原因是副产物 Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成 SiH4（硅烷）气体，然后 SiH4 自燃。用化学 方程式表示这两个反应①________________，②_________________。 答案解析 1.【答案】A 【解析】硫是较活泼的非金属元素，能与许多金属、非金属发生反应。硫与活泼非金属单质氧气 反应时，表现出还原性；硫与金属单质、氢气等反应时，表现出氧化性；硫与变价金属反应时， 一般生成低价金属的硫化物。 2.【答案】B 【解析】氨气是一种碱性气体，能与酸(如浓硫酸等)反应生成铵盐，不能用浓硫酸干燥氨气；过氧 化钠与氨气不反应，但能与水反应生成氢氧化钠和氢气，引进杂质，不能用过氧化钠干燥氨气； 活性炭具有吸附性，但没有吸水性，不能干燥氨气。 3.【答案】B 【解析】溶液中的镁离子常转化为氢氧化镁沉淀后，经过滤而除去。氯化钠溶液中含有的氯化镁， 可选用适量的氢氧化钠溶液来除去。 4.【答案】A 【解析】氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮，即将氮气转化为含氮化合物的过程。一氧 化氮转化为二氧化氮、氨气转化为一氧化氮、氨气转化为铵盐，都是含氮化合物间的转化，不是 氮的固定。 5.【答案】C 【解析】破坏臭氧层的是氟氯代烃；导致温室效应的气体是 CO2、CH4 等；造成光化学烟雾的气体 是氮氧化物和碳氢化合物；造成酸雨的主要是 SO2 等。 6.【答案】D 【解析】二氧化硫能使品红溶液褪色，二氧化碳不能使品红溶液褪色，品红溶液可检验二氧化硫， 而不能检验二氧化碳的存在； 二氧化硫和二氧化碳都能与氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应；二氧 化硫被酸性高锰酸钾溶液吸收后，再通过澄清石灰水，若有白色沉淀，说明一定含有二氧化碳。 7.【答案】D 【解析】硅酸铜钡含两种金属元素和硅酸根，属于复盐，是盐类，A 正确；秦朝兵马俑能保存几百 年，说明硅酸铜钡难溶于水，B 正确、D 错误；阴离子是硅酸根，阳离子是铜离子和钡离子，可以 称为硅酸盐、铜盐、钡盐，C 正确。 8.【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+2NaOH Na2SiO3+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。 9.【答案】C 【解析】A 项正确，所发生的反应为 2C＋O2(不足) 2CO、2CO＋O2 2CO2 、C＋ CO2 2CO；B 项正确，所发生的反应为 SO2(过量)＋NH3·H2O===NH4HSO3 、NH4HSO3 ＋ NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O、(NH4)2SO3＋H2O＋SO2===2NH4HSO3；C 项中，乙是 FeCl2，与盐 酸不反应，故 C 错误；D 项正确，所发生的反应为 2NaOH＋CO2===NaCO3＋H2O、Na2CO3＋H2O ＋CO2===2NaHCO3、NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O。 10.【答案】C 【解析】石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。 11.【答案】B 【解析】浓硝酸和铜片共热、浓硫酸和硝酸钾晶体、铜片共热，都有红棕色的二氧化氮气体生成； 稀硝酸和铜片共热生成无色气体一氧化氮，在试管口遇氧气生成红棕色的二氧化氮；浓硫酸和铜 片共热生成无色的二氧化硫气体。 12.【答案】C 【解析】 稀 H2SO4 与 Cu 不反应，无气体放出；Cu 与浓 H2SO4、浓 HNO3、稀 HNO3 反应时，Cu 失去电子数相同，根据电子守恒，元素化合价降低越少，还原产物的物质的量越多，浓 H2O4―→ O2 ↓2，浓 H O3―→ O2 ↓1，稀 H O3―→ O ↓3，所以与浓 HNO3 反应放出的 气体最多。 13.【答案】A 【解析】由于发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，因此二氧化硫能使溴水褪色。在该反 应中二氧化硫中 S 元素的化合价升高，失去电子，表现出还原性。 14.【答案】C 【解析】有关反应的化学方程式： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO， NaHCO3＋HNO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑， 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2， 2NO＋O2===2NO2。 通入过量小苏打溶液后得到的气体中，一氧化氮与氧气物质的量之比为 1∶1， 氧气过量，最后收集到的气体是二氧化氮和氧气。 15.【答案】D 【解析】接触法制硫酸时，将矿石粉碎是使矿石与空气的接触面积增大，目的是使之燃烧得更旺、 更充分；炉气净化的目的是防止炉气中的杂质和矿尘使催化剂中毒、失效，A、B 不正确；C 项在 二氧化硫转化为三氧化硫的过程中使用催化剂，目的是为了加快反应的速率，加热也是为了加快 反应速率，C 不正确；D 符合题意。 16.【答案】(1)红棕色 C＋4HNO3(浓) 4NO2↑＋CO2↑＋2H2O (2)BaCO3 (3)防倒吸 (4)①AC ②浓硝酸的分解 【解析】(1)装置 A 中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成 NO2、CO2、H2O，三口烧瓶中显示的是 NO2 的红棕色。(2)NO2、CO2 通入 Ba(OH)2 溶液分别生成 Ba(NO3)2 和 BaCO3，由于 Ba(OH)2 溶液 足量，故溶液为碱性环境，BaCO3 不溶解以沉淀形式析出。(3)为防止装置 C 中酸性气体溶解速率 太快而导致 C 中溶液进入三口烧瓶，装置 B 应为防倒吸装置。(4)①NO 与足量 O2 反应生成红棕色 的 NO2，A 正确；NO 和 O2 均不具有酸性，B 错误；O2 能使带火星的木条复燃，而 NO 不能，C 正 确。②装置 A 中木炭除与浓硝酸的反应外，硝酸不稳定，部分浓硝酸还会发生分解：4HNO34NO2↑ ＋O2↑＋2H2O。 17.【答案】(1)带铁圈的铁架台、试管、酒精灯、导管、单孔塞、(NH4)2CO3 (2)碱石灰 吸收水和二氧化碳 (3)4NH3＋5O2 4NO＋6H2O (4)锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、导气管 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【解析】氨的催化氧化，需要氨气和氧气两种反应物。A 制备氨气，B 进行干燥。D 产生氧气与氨 气在 C 中发生反应。 18.【答案】①分液漏斗上口塞子没有打开 ②分别将试管在酒精灯上加热，若溶液恢复红色，是 SO2 的作用，反之，则为 Cl2 ③Cl2+SO2+4NaOH2NaCl+Na2SO4+2H2O 【解析】①若塞子没有取下来，打开活塞时空气无法进入分液漏斗内部，造成分液漏斗内的压强 小于大气压强，液体无法流出。 ②SO2 的漂白具有可逆性，褪色后的溶液加热时又恢复原来的红色；次氯酸的漂白不可逆，加热时 不能恢复红色，故操作：分别将试管在酒精灯上加热，若溶液恢复红色，是 SO2 的作用，反之， 则为 Cl2。 ③若左右气体流速相同，则二氧化硫与氯气按 1∶1 进行反应生成硫酸和盐酸，生成的硫酸、盐酸 再 与 氢 氧 化 钠 反 应 生 成 氯 化 钠 和 硫 酸 钠 ， 反 应 的 总 化 学 方 程 式 为 Cl2+SO2+4NaOH2NaCl+Na2SO4+2H2O。 19.【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 ‸䌯g ＝ 㔱䌯g 䌯thht解得：x＝0.66 t。 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】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 22.【答案】 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)①可以控制反应的发生和停止 ②吸收 NO2 气体，防止污染环境 (3)c ab 先关闭 b，再关闭 a，然后打开 c，用手捂住试管② 【解析】 铜和浓硝酸反应的化学方程式是 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。根据题 目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。 实验丙中，实验时先关闭活塞 c，再打开活塞 a、b，才能使 NO2 气体充满②试管；当气体充满② 试管后，将铜丝提起与溶液脱离，停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应该先关闭 b，再关闭 a， 然后打开 c，用手捂住试管②。 23.【答案】 ④ 【解析】 24.【答案】SiO2+ 2C Si + 2CO↑ （1）B （2）防止加热条件下 H2 与空气混合爆炸 Mg 与 SiO2 的反应是放热反应 （3）①Mg2Si＋4HCl2MgCl2＋SiH4↑ ②SiH4＋2O2SiO2↓＋2H2O 【解析】碳和二氧化硅在高温下反应生成硅和 CO，反应的化学方程式为 SiO2+ 2C Si + 2CO↑。 （1）Mg 可以与 CO2、N2 发生化学反应，Mg 与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为保护气；选 用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥。 （2）装置中有空气，若不用氢气排尽装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所 以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气；Mg 与 SiO2 反应的条件是加热，当反应引发后，移 走酒精灯，反应能继续进行，这说明 Mg 与 SiO2 的反应是放热反应。 （3）Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成 SiH4（硅烷），其反应的方程式：Mg2Si＋4HCl 2MgCl2＋ SiH4↑，SiH4 常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为 SiH4＋2O2 SiO2↓＋2H2O， 所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。