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非金属元素单质及其重要化合物(45分钟100分)一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)1.(2013天津河东区二模)下列有关生活和生产中的化学知识描述正确的是()A.日常生活中使用可降解塑料以防止“白色污染”B.“雾霾天气”“温室效应”“光化学烟雾”的形成都与氮氧化物无关C.酸雨的形成主要是因为化石燃料燃烧排放的废气中含有大量的碳氧化物D.生铁炼钢时须全部除去生铁中的碳,以避免因钢铁中含有碳而发生电化学腐蚀2.类推是中学化学学习中一种重要的思维方法。下列类推结论正确的是()A.CaCO3与稀硝酸反应生成CO2,CaSO3与稀硝酸反应生成SO2B.NH4HCO3溶液呈碱性,NH4HSO4溶液也呈碱性C.CO2能使苯酚钠溶液变浑浊,稀盐酸也能使苯酚钠溶液变浑浊D.常温下,Al在浓硫酸中无明显变化,Mg在浓硫酸中也无明显变化3.下述实验能达到预期目的的是()编号实验内容实验目的A将SO2通入酸性KMnO4溶液中证明SO2具有漂白性B用CH3COOH溶液浸泡水垢证明酸性:CH3COOHH2CO3C测定等浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH研究C、S非金属性的强弱D分别向2支试管中加入相同体积不同浓度的H2O2溶液,再向其中一支试管中加入少量MnO2研究催化剂对H2O2分解速率的影响4.对下列事实的解释正确的是()A.氯气可以使湿润的有色布条褪色,是因为氯气具有漂白性B.医疗上可用硫酸钡作X射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于酸C.向50 mL 18 molL-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量等于0.45 molD.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应5.下列粒子在相应的条件下一定能大量共存的是()A.碱性溶液中:ClO-、Cl-、K+、Na+B.常温常压下气体:O2、HCl、N2、NH3C.含有Al的溶液中:N、HC、Na+、K+D.饱和碳酸溶液中:K+、HC、C、Cl-6.(2013天津宝坻区模拟)已知A、B、C、D之间的转化关系如下图所示。下列说法正确的是()A.若A为Fe,D为氢气,则B一定为酸B.若A、D为化合物,B为水,则C一定是气体单质C.若A、B、C、D均为化合物,该反应一定属于复分解反应D.若A、B、C、D均为10电子微粒,且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则D常温下一定呈液态二、非选择题(本题包括4小题,共64分)7.(20分)(2013黄冈二模)为探究亚硫酸钠的热稳定性,某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热,并利用受热后的固体试样和如图所示的实验装置进行实验。请回答下列有关问题:(1)查阅资料:无水亚硫酸钠隔绝空气加热到600才开始分解,且分解产物只有硫化钠和另外一种固体。如果加热温度低于600,向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,在滴加稀盐酸的整个过程中HS的物质的量浓度变化趋势为 。(2)如果加热温度为700,向所得冷却后固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀,且有大量气泡产生,则反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为 ;此时在B、C两装置中可能观察到的现象为 。(3)在(2)中滴加足量盐酸后,烧瓶内除Cl-外,还存在另一种浓度较大的阴离子(X2-)。为检验该阴离子(X2-),先取固体试样溶于水配成溶液,为了加速固体试样的溶解,可采取措施。以下是检验阴离子(X2-)的两种实验方案,你认为合理的方案是 (填“甲”或“乙”),请说明另一方案不合理的原因 。方案甲:取少量试样溶液于试管中,先加稀硝酸,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。方案乙:取少量试样溶液于试管中,先加稀盐酸,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。(4)写出Na2SO3固体加热到600以上分解的化学方程式 。8.(17分)(2013北京东城区一模)某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用下图所示装置进行有关实验。甲同学取ag铜片和12 mL 18 molL-1浓硫酸放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。(1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式是 。装置E中试管D内盛有品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是 ,为避免实验装置D有可能造成的环境污染,可用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口,其反应原理是 (用离子方程式表示)。(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是(填序号)。a.饱和Na2SO3溶液b.酸性KMnO4溶液c.浓溴水d.饱和NaHSO3溶液当D处有明显现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是 。(3)反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶解的原因是 ;使用足量的下列药品不能用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是(填序号)。a.铁粉b.BaCl2溶液c.CuOd.Na2CO3溶液实验中某学生向A中反应后溶液中通入一种常见气体单质,使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,该反应的化学方程式是 。9.(14分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:(1)气体A的主要成分是。为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入;通入N2的目的是 。(2)写出甲方案第步反应的离子方程式: 。(3)甲方案第步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是 。(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.010 00 molL-1I2溶液VmL,则1 kg样品中含SO2的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。10.(13分)(2013天津十二县区联考) “84消毒液”与硫酸溶液反应可以制取氯气(NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2+H2O)为探究氯气的性质,某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置。请回答:(1)从、装置中选择合适的制气装置(A处)(填写序号)。(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条,实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色,其原因可能是 ,说明该装置存在明显的缺陷,请提出合理的改进方法 。(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中,写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式 。(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,已知酸性:盐酸碳酸次氯酸,该实验证明氯气与水反应的生成物中含有 。答案解析1.【解析】选A。“白色污染”是由聚乙烯等难以降解的塑料制品导致的环境污染,使用可降解塑料可以防止“白色污染”,A正确;“光化学烟雾”的形成与氮氧化物有关,“雾霾天气”和“温室效应”也与氮氧化物有关,B错误;酸雨分为硫酸型和硝酸型,主要是由于化石燃料燃烧排放的废气中含有大量的二氧化硫或氮氧化物所致,C错误;生铁炼钢的过程中,含碳量在减少,但不能完全除去,D错误。2.【解析】选C。本题考查学生对知识进行归纳从而形成规律,但同时要培养学生求异思维,即要掌握规律的适用条件。A项,CaSO3有还原性,被稀硝酸氧化为CaSO4,错误;B项,NH4HCO3水解使溶液呈碱性,但NH4HSO4的HS电离使溶液呈酸性,错误;C项,碳酸、盐酸的酸性比苯酚强,都能与苯酚钠反应生成苯酚,正确;D项,常温下,Al被浓硫酸钝化,无明显变化,但Mg在浓硫酸中溶解,错误。3.【解析】选B。本题考查物质性质的检验。A项证明的是SO2具有还原性;C项研究C、S非金属性的强弱比较,可利用最高价含氧酸的酸性强弱比较,应该把Na2SO3换成Na2SO4;D项研究催化剂对H2O2分解速率的影响,应该控制变量,即其他条件不变。4.【解析】选B。A项Cl2不具有漂白作用,而是其与水反应生成的HClO的强氧化性有漂白作用;C项因随着反应的进行,硫酸的浓度降低,稀硫酸不能与铜反应;D项因常温下浓硫酸使铝钝化(化学变化),形成致密的氧化膜阻碍了反应的继续进行。5.【解析】选A。本题考查限定条件下的离子共存。B项的HCl与NH3反应而不能共存,错误;C项Al+HC+H2O=Al(OH)3+C,不能共存;D项H2CO3+C=2HC。6. 【解析】选D。若A为Fe,D为氢气,则B也可能是H2O,其反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A项错；若A、D为化合物,B为水,C不一定是气体单质,如3NO2+H2O=2HNO3+NO,B项错；复分解反应一定不是氧化还原反应,如B项中所列举方程式符合反应物和产物均是化合物,但该反应不是复分解反应,C项错；由D项可知C为NH3,A和B为N和OH-,所以D为H2O,故D项正确。7.【解析】(1)如果加热温度低于600,则亚硫酸钠不分解。由于亚硫酸钠和盐酸的反应是分步进行的,方程式是S+H+=HS、HS+H+=H2O+SO2,所以在滴加稀盐酸的整个过程中HS的物质的量浓度变化趋势为先逐渐增大,后逐渐减小。(2)由于亚硫酸钠分解生成硫化钠,而硫化钠具有还原性,在酸性条件下,亚硫酸钠氧化硫化钠生成单质S,因此溶液变浑浊,有关的方程式是2S2-+S+6H+ =3S+3H2O。当Na2SO3过量时,由于SO2具有漂白性,所以B中品红溶液褪色。由于硫酸铜和SO2不反应,所以C中没有明显的变化;当Na2S过量时,H2S可以与CuSO4溶液反应生成黑色CuS沉淀。(3)为了加速固体试样的溶解,可采取的措施应该是搅拌(或加热)。亚硫酸钠分解生成硫化钠,则另一种生成物应该是硫酸钠。由于硝酸具有强氧化性,能把亚硫酸钠氧化生成硫酸钠,不能判定原反应中是否生成S,所以甲方案是错误的,乙方案是正确的。(4)根据以上分析可知,反应的方程式是4Na2SO3Na2S+3Na2SO4。答案:(1)先逐渐增大,后逐渐减小(2)2S2-+S+6H+=3S+3H2OB中品红溶液褪色,C中无明显变化(或答“B中无明显变化,C中产生黑色沉淀”,答“B中品红溶液褪色,C中产生黑色沉淀”不正确)(3)搅拌(或加热)乙甲中先加入具有强氧化性的稀硝酸,它能将S氧化成S,不能判定是否生成S(4)4Na2SO3Na2S+3Na2SO48.【解析】(1)Cu与浓硫酸可以在加热的条件下反应,其化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O;SO2能使品红溶液褪色,SO2是一种大气污染物,同时也是一种酸性氧化物,可以与NaOH溶液反应,离子方程式为SO2+2OH-=S+H2O。(2)Na2SO3、SO2与H2O可以发生化合反应生成NaHSO3;酸性KMnO4溶液和浓溴水都可以氧化SO2,故a、b、c项不能选,只有d符合要求。随着反应的继续进行,生成的SO2越来越多,试剂瓶中的压强越来越大,故试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升。(3)随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐减小,而稀硫酸不能与铜反应,故浓硫酸变为稀硫酸后,反应停止,铜和稀硫酸都有剩余。证明有余酸剩余的关键是检验溶液中是否含有H+,而不能检验S,因反应生成物有CuSO4。加入BaCl2溶液可以与S反应生成BaSO4白色沉淀,与H+不反应,故b不能证明;而铁粉、CuO、Na2CO3都可以与H+反应且都有明显的现象(产生气体或固体溶解)。根据题意可知通入的气体是氧气,发生的反应是2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O品红溶液褪色SO2+2OH-=S+H2O(2)d试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升(3)随反应进行,浓硫酸变为稀硫酸后不能和铜反应b2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O9.【解题指南】解答本题时要注意从实验目的出发去分析实验原理。样品与足量稀硫酸反应生成SO2气体,甲方案是利用H2O2将其氧化成硫酸,然后再用酸碱中和滴定法测定。乙方案利用碱液将SO2变为S,再用氧化还原滴定法测定。只有明确实验原理才能准确答题。【解析】(1)亚硫酸盐与稀硫酸反应生成气体SO2。为防止液体加热时暴沸,一般可加入碎瓷片。因定量实验需考虑减小实验操作误差,通入N2可将生成的SO2全部赶出,保证被吸收液全部吸收。(2)SO2具有还原性,可被氧化剂H2O2所氧化,反应的离子方程式为SO2+H2O2=2H+S。(3)考查化学实验的基本操作,用标准液润洗滴定管时,务必注意最后将润洗液从滴定管下端放出,而不是从上口倒出。(4)用盐酸代替稀硫酸,生成的SO2气体中混有少量氯化氢,因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性,因此混合气体中含有氯化氢,对实验结果无影响。(5)反应为H2O+S+I2=S+2I-+2H+,根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)=n(S)=n(I2)=0.010 00 molL-1V10-3L=V10-5mol,因此1 kg样品中含SO2的质量为1 000 g=g。答案:(1)SO2碎瓷片(或沸石)将生成的SO2全部赶出(2)SO2+H2O2=2H+S(3)滴定管用蒸馏水洗涤干净后,加入少量NaOH标准溶液,将滴定管横放,轻轻转动,均匀润洗滴定管内壁,然后将润洗液从下端尖嘴处放出,重复操作2次3次(4)无影响(5)10.【解析】(1)从信息可知,该反应为固体和液体在加热条件下进行的反应,故选。(2)由于反应产生的氯气中会混有水蒸气,导致B装置中的红色布条也会褪色。故应在A、B之间增加干燥装置,若选用洗气瓶干燥剂可以选浓硫酸,若选用U形管干燥剂可以选无水氯化钙。(3)Cl2的氧化性能够将S氧化为S:Cl2+S+H2O=S+2Cl-+2H+。(4)Cl2通入NaHCO3溶液产生无色气体,说明生成CO2,则产生了酸性比碳酸强的盐酸:Cl2+H2OH+Cl-+HClO,HC+H+=CO2+H2O。答案:(1)(2)产生的氯气中含有水蒸气会反应生成次氯酸在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)(3)Cl2+S+H2O=S+2Cl-+2H+(4)HCl(或盐酸)
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