高一化学人教版（2019）必修第二册第5章化工生产中的重要非金属元素

2021 春化学（新教材）人教必修第二册第 5 章 化工生产中的重要 非金属元素含解析 （新教材）人教必修第二册第 5 章 化工生产中的重要非金属元素 一、选择题 1、强热硫酸亚铁固体可发生如下反应：2FeSO4=====高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。 若将此反应生成的气体通入 BaCl2 溶液中，则( ) ①析出 BaSO3 沉淀 ②析出 BaSO4 沉淀 ③逸出 SO3 气体 ④逸出 SO2 气体 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 2、关于硫的叙述正确的是( ) A．硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界 B．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作 C．硫与金属或非金属反应均作为氧化剂 D．3.2 g 硫与 6.4 g 铜反应能得到 9.6 g 纯净硫化物 3、下列叙述正确的是( ) A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有 较强还原性的 HI、H2S 等气体 B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为 S＋2H2SO4(浓)===== △ 3SO2↑＋2H2O，在此 反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性 C．把足量铜粉投入到含 2 mol H2SO4 的浓硫酸中，反应后得到标准状况下气体 体积为 22.4 L D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓 H2SO4，是因为浓 H2SO4 的强氧化性使 其钝化 4、浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是( ) A．对比①和②可以说明还原性 Br－>Cl－ B．①和③相比可说明氧化性 Br2>SO2 C．②中试管口白雾是 HCl 遇水蒸气所致，说明酸性 H2SO4>HCl D．③中浓 H2SO4 被还原成 SO2 5、工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入 NH3，发生反应 NOx＋NH3―→N2＋H2O。现有 NO、NO2 的混合气体 3 L，用同温同压下 3.5 L NH3 使其恰好完全转化为 N2，则混合气体中 NO、NO2 的物质的量之比为( ) A．1∶1 B．1∶3 C．2∶1 D．1∶4 6、下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是( ) A．铵盐加热时都能产生 NH3，并可以用湿润的红色石蕊试纸检验 B．干燥 NH3 时，不可以用酸性干燥剂，用中性干燥剂 CaCl2 即可 C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好 D．铵盐的物理共性是铵盐都是晶体，都能溶于水 7、制取下列物质不需要用石灰石作原料的是( ) A．硅酸 B．水泥 C．玻璃 D．生石灰 8、如图，利用培养皿探究 SO2 的性质。实验时向 Na2SO3 固体上滴几滴浓硫酸， 立即用另一表面皿扣在上面。 下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( ) 选项 实验现象 解释 A BaCl2 溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀 B Na2S 溶液变浑浊 SO2 与 Na2S 溶液反应产生了 S 单质 C 酸性 KMnO4 溶液褪 色 SO2 具有还原性 D 品红溶液褪色 SO2 具有漂白性 9、下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是( ) ①2NaCl(固)＋H2SO4(浓)===== △ Na2SO4＋2HCl↑ ②C＋2H2SO4(浓)===== △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ③Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋H2O ④2FeO＋4H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 10、如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。据此下列说法中，正确的是( ) 硫酸 化学纯CP 500 mL 品名：硫酸 化学式：H2SO4 相对分子质量：98 密度：1.84 g·cm－3 质量分数：98% A．该硫酸可以用来干燥硫化氢气体 B．1 mol Zn 与足量的该硫酸反应能产生 2 g H2 C．配制 200 mL 4.6 mol·L－1 的稀硫酸需取该硫酸 50 mL D．若不小心将该硫酸溅到皮肤上，应立即用 NaOH 溶液冲洗 11、在一定条件下，将 6 体积的 NO2 和一定体积的 NO 置于试管中，并将试管 倒置于水中，当通入 4.5 体积的 O2 充分反应后，剩余 1.5 体积气体，则原 NO 体积可能为( ) ①3 体积 ②4 体积 ③5 体积 ④5.5 体积 ⑤2 体积 A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤ 12、氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的 描述中正确的是( ) A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 C．“两水”中都存在可逆反应 D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质 13、镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是( ) A．SiO4－ 4 B．SiO4－ 6 C．SiO2－ 3 D．SiO4－ 5 二、非选择题 14、为了探究气态氧化物(SO2、NO2)的性质，某同学设计了一组实验： 用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别 缓慢通入适量 O2 或 Cl2，如图 A、B、C 所示。一段时间后，A、B 装置的集气 瓶中充满溶液，C 装置的集气瓶中还有气体剩余。 (1)写出装置 B 中反应的离子方程式：________________。 (2)假设该实验条件下，气体摩尔体积为 a L·mol－1。则装置 A 的集气瓶中所得溶 液溶质的物质的量浓度为________。(假设瓶内液体不扩散) (3)通入氧气前在 C 装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是 ______________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是________________， 写出反应的总化学方程式：_______________________。 15、请回答下列问题： (1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是 ________(填化学式)，该物质的类别属于________(填“碱性氧化物”或“酸性 氧化物”)，实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放 KOH 溶液，原因是 ________________________(用离子方程式表示)。 (2)硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广 泛应用。 ①1810 年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金 属”，这种“金属”可能是_________________________________________。 ②玻璃是常用的硅酸盐材料，生产普通玻璃的主要材料有_______________，其 制备过程中涉及的主要化学方程式为_________________________。 2021 春化学（新教材）人教必修第二册第 5 章 化工生产中的重要 非金属元素含解析 （新教材）人教必修第二册第 5 章 化工生产中的重要非金属元素 一、选择题 1、强热硫酸亚铁固体可发生如下反应：2FeSO4=====高温 Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。 若将此反应生成的气体通入 BaCl2 溶液中，则( ) ①析出 BaSO3 沉淀 ②析出 BaSO4 沉淀 ③逸出 SO3 气体 ④逸出 SO2 气体 A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 【答案】B。SO2、SO3 均能溶于水，SO3 与水发生反应 SO3＋H2O===H2SO4，同 时放出大量的热，使 SO2 的溶解度减小而逸出，又由 H2SO4＋BaCl2===BaSO4 ↓＋2HCl 知析出的沉淀为 BaSO4，在酸性溶液中不可能产生 BaSO3 沉淀。 2、关于硫的叙述正确的是( ) A．硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界 B．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作 C．硫与金属或非金属反应均作为氧化剂 D．3.2 g 硫与 6.4 g 铜反应能得到 9.6 g 纯净硫化物 【答案】 B 解析 硫在自然界中以游离态和化合态两种形式存在，A 错误；先将题中三种 物质溶于水后过滤，可分离出硫和炭的混合物，然后利用 CS2 可以从混合物中 分离出硫，B 正确；硫与非金属反应时也可能作还原剂，如 S＋O2===== 点燃 SO2，C 错误；硫与铜发生的反应为 2Cu＋S===== △ Cu2S，故此时 S 过量，生成 8.0 g 硫化 物，有 1.6 g 硫剩余，D 错误。 3、下列叙述正确的是( ) A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有 较强还原性的 HI、H2 S 等气体 B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为 S＋2H2SO4(浓)===== △ 3SO2↑＋2H2O，在此 反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性 C．把足量铜粉投入到含 2 mol H2SO4 的浓硫酸中，反应后得到标准状况下气体 体积为 22.4 L D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓 H2SO4，是因为浓 H2SO4 的强氧化性使 其钝化 【答案】 D 解析 不能用浓硫酸干燥 NH3，A 不正确；浓硫酸与 S 作用时，只表现其强氧 化性，B 不正确；Cu 与浓 H2SO4 反应时，浓 H2SO4 浓度逐渐降低，当成为稀 H2SO4 时，反应停止，参加反应的 H2SO4 少于 2 mol，故 C 项产生的 SO2 在标准 状况下不足 22.4 L。 4、浓硫酸分别和三种钠盐反应，下列分析正确的是( ) A．对比①和②可以说明还原性 Br－>Cl－ B．①和③相比可说明氧化性 Br2>SO2 C．②中试管口白雾是 HCl 遇水蒸气所致，说明酸性 H2SO4>HCl D．③中浓 H2SO4 被还原成 SO2 【答案】 A 解析 ①中试管上部有红棕色气体，为 Br2 蒸气，说明浓硫酸可以将 Br－氧化， ②中试管上部无明显现象，说明浓硫酸不能将 Cl－氧化成 Cl2，否则应有黄绿色 气体出现，所以对比①和②可以说明还原性 Br－>Cl－，A 正确。③中发生的反 应是：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，不是发生氧化还原反应， 不能说明氧化性 Br2>SO2，B、D 错误。②中试管口出现白雾，为 HCl，②中反 应原理是高沸点难挥发性酸制易挥发性酸，不能说明酸性 H2SO4>HCl，C 错误。 5、工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入 NH3，发生反应 NOx＋NH3―→N2＋H2O。现有 NO、NO2 的混合气体 3 L，用同温同压下 3.5 L NH3 使其恰好完全转化为 N2，则混合气体中 NO、NO2 的物质的量之比为( ) A．1∶1 B．1∶3 C．2∶1 D．1∶4 【答案】 B 解析 在相同条件下体积比等于物质的量之比，设混合气体中 NO、NO2 的物质 的量分别是 x mol 和y mol，则 x＋y＝3。根据得失电子守恒可知 2x＋4y＝3.5×3， 解得 x＝0.75、y＝2.25，因此混合气体中 NO、NO2 的物质的量之比为 1∶3。 6、下列关于氨与铵盐的叙述中正确的是( ) A．铵盐加热时都能产生 NH3，并可以用湿润的红色石蕊试纸检验 B．干燥 NH3 时，不可以用酸性干燥剂，用中性干燥剂 CaCl2 即可 C．铵盐作氮肥时，与生石灰混用的效果更好 D．铵盐的物理共性是铵盐都是晶体，都能溶于水 【答案】 D 解析 选项 A，如 NH4NO3 加热时不产生 NH3；选项 B，NH3 能与 CaCl2 反应， 所以不能用 CaCl2 干燥 NH3；选项 C，生石灰与环境中的 H2O 反应生成 Ca(OH)2， Ca(OH)2 与铵盐反应生成极易挥发的 NH3，从而大大地降低了肥效。 7、制取下列物质不需要用石灰石作原料的是( ) A．硅酸 B．水泥 C．玻璃 D．生石灰 【答案】 A 解析 硅酸由可溶性硅酸盐与酸反应制得。 8、如图，利用培养皿探究 SO2 的性质。实验时向 Na2SO3 固体上滴几滴浓硫酸， 立即用另一表面皿扣在上面。 下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是( ) 选项 实验现象 解释 A BaCl2 溶液变浑浊 SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀 B Na2S 溶液变浑浊 SO2 与 Na2S 溶液反应产生了 S 单质 C 酸性 KMnO4 溶液褪 色 SO2 具有还原性 D 品红溶液褪色 SO2 具有漂白性 【答案】A 解析 A 选项 SO2 和 BaCl2 溶液不反应；B 选项是因发生氧化还原反应，＋4 价 硫和－2 价硫发生归中反应产生 S 单质；C 项，SO2 使 KMnO4 被还原而褪色， D 项，SO2 因有漂白性而使品红溶液褪色。 9、下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是( ) ①2NaCl(固)＋H2SO4(浓)===== △ Na2SO4＋2HCl↑ ②C＋2H2SO4(浓)===== △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ③Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋H2O ④2FeO＋4H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】 B 解析 金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓 H2SO4 反应时， 浓 H2SO4 既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓 H2SO4 反应时，浓 H2SO4 只 表现强氧化性。 10、如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。据此下列说法中，正确的是( ) 硫酸 化学纯CP 500 mL 品名：硫酸 化学式：H2SO4 相对分子质量：98 密度：1.84 g·cm－3 质量分数：98% A．该硫酸可以用来干燥硫化氢气体 B．1 mol Zn 与足量的该硫酸反应能产生 2 g H2 C．配制 200 mL 4.6 mol·L－1 的稀硫酸需取该硫酸 50 mL D．若不小心将该硫酸溅到皮肤上，应立即用 NaOH 溶液冲洗 【答案】 C 解析 该试剂瓶中所盛试剂为浓硫酸。浓硫酸有强氧化性，不能干燥硫化氢气 体，A 错误；浓硫酸与金属反应时还原产物为二氧化硫，不生成氢气，B 错误； 浓硫酸和氢氧化钠都具有强烈的腐蚀性，D 错误。 11、在一定条件下，将 6 体积的 NO2 和一定体积的 NO 置于试管中，并将试管 倒置于水中，当通入 4.5 体积的 O2 充分反应后，剩余 1.5 体积气体，则原 NO 体积可能为( ) ①3 体积 ②4 体积 ③5 体积 ④5.5 体积 ⑤2 体积 A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤ 【答案】 C 解析 本题的关键在于理解剩余的 1.5 体积气体，可能是一氧化氮，也有可能 是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了 1.5 体积 氧气，剩余 3 体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为 4 体积＋1.5 体积 ＝5.5 体积；若剩余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为 1.5 体积，所 以一氧化氮的体积是 2 体积。 12、氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的 描述中正确的是( ) A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 C．“两水”中都存在可逆反应 D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质 【答案】 C 解析 新制的氯水中存在的微粒(三分子四离子)：Cl2、H2O、HClO 和 Cl－、ClO －、H＋、OH－；氨水中存在的微粒(三分子三离子)：NH3、H2O、NH3·H2O 和 NH＋ 4 、 H＋、OH－，A 错误；氨水无漂白性，B 错误；氨溶于水发生反应：NH3＋ H2O NH3·H2O；氯气溶于水发生反应：Cl2＋H2O HClO＋HCl，C 正确； 新制的氯水长时间放置，因 HClO 发生分解最终形成稀盐酸(化学变化)，新制的 氨水长时间放置，因 NH3 易挥发而变稀，但不会变质，D 错误。 13、镁橄榄石(2MgO·SiO2)中阴离子是( ) A．SiO4－ 4 B．SiO4－ 6 C．SiO2－ 3 D．SiO4－ 5 【答案】 A 解析 将镁橄榄石写成硅酸盐的形式，其化学式为 Mg2SiO4，故阴离子为 SiO4－ 4 。 二、非选择题 14、为了探究气态氧化物(SO2、NO2)的性质，某同学设计了一组实验： 用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别 缓慢通入适量 O2 或 Cl2，如图 A、B、C 所示。一段时间后，A、B 装置的集气 瓶中充满溶液，C 装置的集气瓶中还有气体剩余。 (1)写出装置 B 中反应的离子方程式：________________。 (2)假设该实验条件下，气体摩尔体积为 a L·mol－1。则装置 A 的集气瓶中所得溶 液溶质的物质的量浓度为________。(假设瓶内液体不扩散) (3)通入氧气前在 C 装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是 ______________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是________________， 写出反应的总化学方程式：_______________________。 【答案】(1)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO2－ 4 (2)1 a mol·L－1 (3)溶液呈浅红色 溶液红色加深 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4 解析 NO2 和 O2，SO2 和 Cl2 按一定比例可完全溶解于水中形成溶液 4NO2＋O2 ＋2H2O===4HNO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，而 SO2 溶于水只有部分 SO2 与水反应 SO2＋H2O H2SO3，很少量的 H2SO3 消耗很少量的 O2,2H2SO3 ＋O2===2H2SO4。 (2)设充满 NO2 的集气瓶容积为 V L，n(NO2)＝ V L a L·mol－1 ＝V a mol，倒置于水槽 中通入 O2 形成V a mol HNO3，溶液体积也为 V L，故集气瓶中 HNO3 浓度为： c(HNO3)＝ V a mol V L ＝1 a mol·L－1。 (3)H2SO3 是弱酸，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通入氧气后，H2SO3 被氧化为 H2SO4，酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。总反应为 2SO2＋O2＋ 2H2O===2H2SO4。 15、请回答下列问题： (1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是 ________(填化学式)，该物质的类别属于________(填“碱性氧化物”或“酸性 氧化物”)，实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放 KOH 溶液，原因是 ________________________(用离子方程式表示)。 (2)硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广 泛应用。 ①1810 年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金 属”，这种“金属”可能是 ___________________________________________________。 ②玻璃是常用的硅酸盐材料，生产普通玻璃的主要材料有_______________，其 制备过程中涉及的主要化学方程式为 ____________________________________。 【答案】(1)SiO2 酸性氧化物 SiO2＋2OH－===SiO2－ 3 ＋H2O (2)①含有硅、碳的铁合金 ②纯碱、石英砂、石灰石 Na2CO3＋SiO2=====高温 Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋ SiO2=====高温 CaSiO3＋CO2↑ 解析：(1)石英为二氧化硅，二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水。 (2)①石英砂的主要成分是二氧化硅，加热石英砂、木炭和铁时，发生反应：SiO2 ＋2C=====高温 Si＋2CO↑，所以在加热石英砂、木炭和铁时，可能得到含有硅、碳 的铁合金。 ②制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，在玻璃窑中加强热时主 要发生反应：Na2CO3＋SiO2=====高温 Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋SiO2=====高温 CaSiO3 ＋CO2↑。