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精品文档精品文档课时冲关练(十)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7小题,每小题6分,共42分)1.在自然界中既能以游离态存在又能以化合态存在的元素是()A.钠B.硫C.氯D.硅【解析】选B。钠、氯、硅在自然界中均只以化合态存在,A、C、D项错误;硫在自然界中存在状态有硫黄和硫酸盐、含硫矿物等,B项正确。2.(2014池州模拟)下列关于碳、硅的化合物性质的说法正确的是()A.Na2CO3和SiO2在高温下熔融反应放出CO2,证明H2CO3酸性比H2SiO3强B.SiO2既能与氢氟酸反应又能与NaOH反应,因此是两性氧化物C.向Na2SiO3溶液中通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2气体至过量,浑浊消失D.硅胶多孔、吸水能力强,常用作袋装食品的干燥剂【解析】选D。“强酸制弱酸”的反应原理在水溶液中适用,在高温条件下不再适用,A项错误;SiO2能与氢氟酸反应SiO2+4HFSiF4+2H2O,产物SiF4不是盐,不符合碱性氧化物的定义,B项错误;Na2SiO3溶液中通入CO2生成难溶于水的硅酸而产生浑浊现象,继续通入CO2气体至过量,浑浊不会消失,C项错误;硅胶是硅酸凝胶脱水干燥后的产物,具有强吸水性,D项正确。3.下列所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是()选项abcASSO2SO3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DNH3NO2NO【解析】选B。A项:SO3无法一步生成S;C项:SiO2H2SiO3必须经过两步SiO2Na2SiO3H2SiO3,H2SiO3Si也必须经过两步H2SiO3SiO2Si;D项:NH3NO2必须经过两步NH3NONO2。【加固训练】已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质,其转化关系符合下图。则甲和X(要求甲和X能互换)不可能是()甲A.C和O2B.SO2和NaOH溶液C.Cl2和FeD.AlCl3溶液和NaOH溶液【解析】选C。A项,CO2;B项,SO2NaOH;D项,AlCl3NaOH。4.(2014淮北一模)下列实验过程中,始终无明显现象的是()A.NH3通入FeSO4溶液中B.CO2通入CaCl2溶液中C.AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D.SO2通入Ba(NO3)2溶液中【解析】选B。A项,NH3通入FeSO4溶液中,先产生白色沉淀,最终变成红褐色沉淀,不符合题意。B项,弱酸不能制取可溶性的强酸,符合题意。C项,AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液,发生水解相互促进反应生成沉淀和气体,不符合题意。D项,SO2通入Ba(NO3)2溶液中,产生白色沉淀,不符合题意。【加固训练】氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上,下列说法不正确的是()A.用浓硝酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质B.如图所示,做喷泉实验时,先挤压胶头滴管,后松开止水夹,观察到有红色喷泉形成C.实验室可用CCl4检验NO2和溴蒸气D.实验室可用碳铵热分解法制取NH3【解析】选D。含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色,常用于检验部分蛋白质,A正确;选项B中喷泉实验的操作是正确的,现象也正确;NO2不溶于CCl4,Br2易溶于CCl4,根据CCl4的颜色区分红棕色气体是NO2或Br2,C正确;碳铵热分解时生成的气体有NH3、CO2和水蒸气,分离较麻烦,因此不适宜用来实验室制NH3,D错误。5.(2014蚌埠一模)化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是()A.对“地沟油”进行处理可以制得生物柴油,用作燃料B.高温可杀死H7N9型禽流感病毒,属于蛋白质的变性C.减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施之一D.SO2、Cl2等都用于织物漂白,它们的漂白原理相同【解析】选D。“地沟油”的主要成分是油脂,可用来制燃料,A正确;高温可使蛋白质变性,B正确;化石燃料燃烧产物、汽车尾气都含颗粒物,C正确;二氧化硫的漂白是利用其与有色物质结合形成不稳定化合物,氯气漂白是利用其氧化性,原理不同,D错误。【加固训练】下列对实验事实的解释错误的是()A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定C.反应CuSO4+H2SCuS+H2SO4能进行,说明硫化铜不溶于水,也不溶于稀硫酸D.常温下,浓硝酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硝酸不反应【解析】选D。浓硫酸能脱去蔗糖中的氢、氧元素而使其变成碳,所以能说明浓硫酸具有脱水性,A正确;浓硝酸见光易分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于硝酸使其呈黄色,B正确;硫化铜和水、稀硫酸不反应,硫化铜不溶于水,也不溶于稀硫酸,C正确;常温下,浓硝酸能使铝钝化,D错误。6.(2014合肥一模)下列有关物质的性质与应用对应错误的是()A.氧化铝熔点高,因此可用作耐高温材料B.氢氟酸能与二氧化硅反应,因此可用于刻蚀玻璃C.碳化硅硬度大,因此可用作磨料D.碳酸钡能与盐酸反应,因此可用于治疗胃酸过多【解析】选D。碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡,而Ba2+是重金属离子,对人体有害,D错误,其他选项均正确。【加固训练】(2014宣城模拟)下列推断正确的是()A.CO、NO、NO2都是大气污染的气体,在空气中都能稳定存在B.Na2O、Na2O2组成元素相同,两种化合物中阴阳离子个数比也相同C.SiO2是酸性氧化物,只能与碱反应而不能与酸反应D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色【解析】选B。在空气中,NO不能单独存在,会被氧化生成NO2,A错误;Na2O中阴阳离子个数比为12,Na2O2中阳离子为Na+,阴离子为,阴阳离子个数比为12,两种化合物中阴阳离子个数比相同,B正确;SiO2能与HF反应,C错误;因为新制氯水中含HClO,故滴入少量紫色石蕊的现象是先变红(酸性的体现)后褪色(HClO的强氧化性使其具有漂白作用),D错误。7.(2014沈阳模拟)某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为ymol,其中Cu的物质的量分数为a,将此合金全部投入50 mLbmolL-1的硝酸中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法不正确的是()A.若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属又开始溶解B.若金属全部溶解,则溶液中可能含有Fe3+C.若金属全部溶解,且产生336 mL气体(标准状况),则b=0.3D.当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时,则a与b的关系为b80y(1-a/3)【解析】选C。若金属有剩余,再加入硫酸,其中的N在酸性条件下能继续氧化剩余的金属,A正确;若金属全部溶解,因为不知HNO3是否过量,铁可能被氧化为Fe2+,也可能被氧化为Fe3+,B正确;HNO3的量应大于NO的量,即:0.05 LbmolL-10.336 L/22.4 Lmol-1,得b0.3,C错;当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时,金属全部溶解,根据反应3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O,知n(HNO3)n(Cu)8/3+4n(Fe),即:0.05 LbmolL-1ay8/3 mol+4y(1-a)mol,得b80y(1-a/3),D正确。【方法规律】硝酸与金属反应的计算依据(1)反应中生成的NO和NO2气体的物质的量之和等于反应中被还原的硝酸的物质的量。(2)据元素守恒,所含氮元素的物质的量等于反应中原硝酸的物质的量。(3)反应所生成的氮的氧化物与O2混合后被水恰好完全吸收时消耗的O2的量取决于开始时金属的物质的量,定量关系可依据电子得失守恒确定。二、非选择题(本题包括4小题,共58分)8.(12分)(2014蚌埠二模)锗及其某些化合物是导弹火箭制造中的重要光电材料,工业上生产锗的流程如下:已知:GeO2与浓盐酸反应生成四氯化锗(熔点为-51.5,沸点为86.6),四氯化锗易水解。(1)步骤中浓盐酸除了作为反应物外,还有一个重要作用是 。(2)步骤控制的温度范围。(3)写出、反应的化学方程式: ; 。(4)生产过程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。(5)步骤中产生的SO2可以用碱液吸收,请写出离子反应方程式 。(6)请简要描述实验室中操作a的过程 。【解析】步骤是矿物焙烧生成S、Ge的氧化物:SO2、GeO2。根据已知信息可知GeO2与浓盐酸反应生成GeCl4,然后蒸馏、水解生成GeO2nH2O,操作a得到滤液和GeO2nH2O,因此是过滤操作。(1)根据已知信息GeCl4易水解,因此浓盐酸的另一作用是抑制GeCl4水解,防止过早生成GeO2nH2O而造成Ge的损失。(2)步骤是蒸馏,因此温度大于86.6,将GeCl4蒸馏出来,但要防止水被蒸馏出来,即温度低于100。(3)步骤是GeCl4水解生成GeO2nH2O,反应方程式是GeCl4+(n+2)H2OGeO2nH2O+4HCl,步骤是氢气还原GeO2,反应方程式是GeO2+2H2Ge+2H2O。(4)从步骤看可循环的物质是盐酸。(5)二氧化硫与碱液反应生成亚硫酸盐:SO2+2OH-S+H2O。(6)操作a是过滤,而过滤操作过程是组装好过滤器,将静置的混合物沿玻璃棒倒入过滤器中,静置,使滤液自然流入烧杯中。答案:(1)抑制四氯化锗水解(2)86.6100(3)GeCl4+(n+2)H2OGeO2nH2O+4HClGeO2+2H2Ge+2H2O(4)HCl(5)SO2+2OH-S+H2O(6)组装好过滤器,将静置后的混合物沿玻璃棒倒入过滤器中,静置,使滤液自然流入烧杯中9.(16分)(2014芜湖模拟)亚硝酸钠(NaNO2)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒,所以在食品行业用量有严格限制。现用如图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。已知:NO+NO2+2OH-2N+H2O气体液化的温度:NO2为21,NO为-152(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左右连接)为A、C、。(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,目的是 。(3)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是 。装置E的作用是 。(4)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为 。如果没有装置C,对实验结论造成的影响是 。(5)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是 。【解析】(1)根据NO、NO2的液化温度和性质可知装置D用于检验NO,装置E用于检验NO2,装置B为尾气处理装置,NO2会干扰NO的检验,所以为了检验装置A中的气体产物,仪器的连接顺序是A、C、E、D、B。(2)由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2,所以先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰。(3)利用装置D检验NO。开始装置D中无色,通入氧气后出现红棕色气体即可证明NO的存在。装置E的作用是降温冷凝,使NO2完全液化,避免干扰NO的检验。(4)因为NO2、O2和水共同作用可以产生HNO3,所以装置B中发生反应的化学方程式为4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O。如果没有装置C,A中挥发出的水蒸气能与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清。(5)装置A中反应的化学方程式是2NaNO2+H2SO4Na2SO4+NO2+NO+H2O。答案:(1)EDB(2)防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰(3)装置D中通入氧气后出现红棕色气体冷凝,使NO2完全液化(4)4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O水蒸气存在,会与NO2反应产生NO,造成对NO的来源认识不清(5)2NaNO2+H2SO4Na2SO4+NO2+NO+H2O【加固训练】(2014济宁模拟)某中学化学实验小组为了证明和比较SO2与氯水的漂白性,设计了如下装置:(1)实验室常用装置E制备Cl2,写出该反应的离子方程式: 。指出该反应中浓盐酸所表现出的性质: 。(2)反应开始后,发现B、D两个容器中的品红溶液都褪色,停止通气后,加热B、D两个容器,现象分别为B;D。(3)装置C的作用是 。(4)该实验小组的甲、乙两位同学利用上述两套发生装置按下图装置继续进行实验:通气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。试分析甲同学实验过程中,品红溶液不褪色的原因是 。(用离子方程式进行说明)你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的? 。【解析】(1)实验室制取氯气的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O,浓盐酸在该反应中体现了酸性和还原性。(2)SO2漂白属于暂时性漂白,氯水漂白属于永久性漂白。(3)装置C的作用是吸收过量的SO2和Cl2,防止污染空气。(4)甲中品红不褪色是因为SO2和Cl2恰好完全反应,SO2+Cl2+2H2O4H+S+2Cl-;SO2和氯水都能使品红褪色,所以乙同学能看到品红溶液逐渐变浅是因为SO2和Cl2中的一种有剩余。答案:(1)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O酸性、还原性(2)溶液恢复红色溶液不恢复红色(或溶液仍无色)(3)吸收SO2和Cl2,防止污染空气(4)SO2+Cl2+2H2O4H+S+2Cl-控制两种气体通入的量,使其物质的量不相等(或使其比例不等于11)10.(14分)高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,无论是在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1)制备氯气选用的药品为高锰酸钾和浓盐酸,相应的离子方程式为 。(2)装置B的作用是 ,C中可能发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象_ 。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中、应依次放入 。(选a或b或c)abc干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条碱石灰浓硫酸无水氯化钙湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量的氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴。打开活塞,将D中的少量溶液加入E中,振荡E。观察到的现象是 。该现象(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘,原因是 。【解析】(1)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气与水,反应的离子方程式为2Mn+16H+10Cl-2Mn2+5Cl2+8H2O。(2)盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有氯化氢,装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时,B中的压强增大,长颈漏斗中液面上升,形成水柱。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥的氯气无漂白性,湿润的有色布条中,氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性,选项中a、b、c的中都是干燥剂,但a中碱石灰不能用来干燥氯气,b中应选用固体干燥剂,所以C中、应依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,所以选c。(4)打开活塞,将装置D中含溴单质的少量溶液加入含碘化钾和苯的装置E中,溴单质和碘化钾反应生成碘单质,碘单质溶于苯呈紫红色,振荡,观察到的现象是E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色。但是若通入的氯气过量,Cl2也能将I-转化为I2:Cl2+2I-2Cl-+I2,不能说明溴的非金属性比碘强。答案:(1)2Mn+16H+10Cl-2Mn2+5Cl2+8H2O(2)除杂和安全瓶锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升(3)c(4)E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色不能过量的Cl2也可将I-氧化为I2【讲评建议】教师在讲解时,请提醒学生注意以下几点:解答第(1)小题时,明确书写离子方程式要遵循电荷守恒、元素守恒和得失电子守恒等原则,否则会导致离子方程式书写错误。解答第(2)小题时,除了要注意B装置中的饱和食盐水能除去Cl2中的HCl,还要知道B装置能起到安全瓶的作用,否则就会因答案不完整而丢分。解答第(3)小题时,分析问题,思路要清晰,回答该题需要明确两点:(1)氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性;(2)验证氯气是否具有漂白性,要验证干燥的氯气无漂白性。故将Cl2依次通过湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条方可验证氯气是否具有漂白性。解答第(4)小题时,叙述一定要完整准确,一定要有“溶液分为两层”必要的文字叙述。11.(16分)(2014广州模拟)硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2(该反应H0)某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O35H2O的流程如下。(1)吸硫装置如图所示。装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液。为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 、 。(写出两条)(2)假设本实验所用的Na2CO3中含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管。序号实验操作预期现象结论取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,样品含NaCl另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分搅拌溶解,样品含NaOH(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取ag KIO3(相对分子质量:214)固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。则c(Na2S2O3)=molL-1。(只列出算式,不作运算)已知:Cr2+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O;2S2+I2S4+2I-。【解析】(1)利用SO2的漂白性或还原性可以检验SO2吸收是否完全,可选用的试剂有品红溶液或酸性KMnO4溶液。SO2能够使品红溶液或酸性KMnO4溶液褪色。将导气管改用球形玻璃导管,增大气体与溶液的接触面积;降低SO2的气体流速;用水浴加热锥形瓶等均可使SO2尽可能被吸收。(2)NaCl的存在可以通过检验Cl-来证明,但Ag2CO3也是难溶于水的白色沉淀,故可以先向溶液中加入足量的稀硝酸,然后再加入AgNO3溶液予以检验。NaOH则只能通过OH-的存在来检验,因Na2CO3、CaCO3溶液也呈碱性,可以通过先加入过量的CaCl2,沉淀出C,再测量溶液的pH判断NaOH的存在。(3)酸性条件下KIO3与KI发生反应:KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O,然后再加入Na2S2O3发生反应:I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI,选用淀粉作指示剂,当达到滴定终点时,溶液由蓝色变为无色。上述反应存在如下关系:KIO33I26Na2S2O3214 g 6 molag n(Na2S2O3)n(Na2S2O3)=6a/214,则Na2S2O3的浓度为c(Na2S2O3)=61 000a/(214V)molL-1。答案:(1)品红、溴水或KMnO4溶液很快褪色增大SO2的接触面积控制SO2的流速适当升高温度(答其中二条即可)(2)序号实验操作预期现象滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液有白色沉淀生成加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液的pH有白色沉淀生成,上层清液pH大于10.2(3)6 000a/(214V)【方法规律】解答综合实验题的思维过程解答综合实验题时一般按如下过程分析:原理反应物仪器装置现象结论作用意义联想。具体如下:实验是根据什么性质和原理?实验目的是什么?所用反应物名称、状态、代替物(据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面分析比较和推理,并合理选择)。有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可使用、仪器规格。有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。实验现象:自下而上,自左至右全面观察。实验结论:直接结论,导出结论。
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