高考化学一轮复习分章训练第4章非金属及其化合物Word版含解析

该资料由友情提供第四章 非金属及其化合物第一讲无机非金属材料的主角硅一、选择题12012年我国载人飞船再次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流。飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是 ()。A它耐高温抗氧化B它比钢铁轻、硬，但质地较脆C它没有固定熔点D它是一种新型无机非金属材料解析航空材料的特点是质轻、高强度、耐高温抗氧化等高可靠性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料，C、D正确。答案B2硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()。A硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B从Si(s)O2(g)SiO2(s)H858.6 kJmol1可知，硅燃烧放出的热量多C自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一解析硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅不是气体，其污染容易得到有效控制；硅为固体燃料，化学性质不活泼，运输、贮存比较容易且又安全；硅在自然界中无单质形式，只有化合物，所以C是错误的。答案C3下列说法正确的是()A光导纤维的主要成分是硅B常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃C制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英D实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液解析 A项，光导纤维的主要成分是二氧化硅，不正确；C项，制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，不正确；D项，保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶，因为NaOH与玻璃的主要成分反应生成的硅酸钠是一种矿物胶，时间长了会打不开瓶塞，不正确。答案 B4绿泥石的组成可表示为Al4Si4Ox(OH)y，其中x、y分别为()A108B710C810D97解析 据化学式中各元素化合价的代数和为0可知：(3)4(4)4(2)x(21)y0，则有2xy28。将各选项中x、y的值代入验证，只有A项符合。答案 A5硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()。A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应解析粗硅提纯涉及的反应：Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。答案A6下列说法正确的是()ACO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在B检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴即可C在粗硅的制取中，2CSiO2Si2CO硅被还原，所以硅的非金属性比碳强D用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通CO2解析 A选项中NO易被空气氧化，A错误；B选项中KSCN溶液变红色只能说明红砖中含有3价的铁，并不能说明铁以氧化铁形式存在，B错误；C选项通过该反应可判断还原性CSi，但实际上非金属性：CSi，C错误；D选项正确。答案 D7有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2) ()。A物质的量之比为：11 B物质的量之比为12C质量之比为41 D质量之比为21解析粗硅与盐酸反应是其中的Fe与盐酸反应：Fe2HCl=FeCl2H2，粗硅与碱反应是其中的硅与碱液反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。因放出等量H2，则Fe与Si的物质的量之比为21，质量之比为41。答案C二、非选择题8氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：_SiO2_C_N2_Si3N4_CO。根据题意完成下列各题：(1)配平上述化学反应方程式。(2)为了保证石英和焦炭尽可能多的转化，氮气要适当过量。某次反应用了20 mol氮气，反应生成了5 mol一氧化碳，则反应中转移电子数为_NA，此时混合气体的平均相对分子质量是_。(3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C_N2(填“”“”“”)。(4)氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉(Al2O3)，热稳定性好，化学性质稳定。以下用途正确的是_。A可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等热工设备B在电子工业上制成耐高温的电的良导体C研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机D氮化硅陶瓷的开发，将受到资源的限制，发展前途暗淡解析 (2) 1 mol转移2 mol e，故生成5 mol CO共转移10 mol e，此时体系中的气体是CO和剩余的N2，其相对分子质量都是28，故平均相对分子质量是28。(3)在该反应中，碳为还原剂，N2为氧化剂，故氧化性N2C。答案 (1)36216(2)1028(3)(4)AC9如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。请回答下列问题：(1)B的化学式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是_。解析C与过量的盐酸反应生成白色沉淀E，则E可能是硅酸或氯化银，若E是氯化银，则C是硝酸银，A为银，则根据已有知识，银可以与硝酸反应生成硝酸银，而银与硝酸反应能生成三种产物，不符合框图中物质间的转化关系。则E只能为硅酸，则C为硅酸盐，A为硅，a溶液为强碱的水溶液，进一步推出B为二氧化硅。答案()(1)SiO2光导纤维(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO31含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为_，A与B在原子的电子层结构上的相同点是_。(2)易与C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_。(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。分别写出生成D和F的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是 ()A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D铁坩埚(4)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是_。解析(1)A的单质可作半导体材料，可知A为Si，位于A族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，两者共同点是最外层均有4个电子。(2)C为SiO2，易与氢氟酸反应生成SiF4和H2O。(3)SiO2与纯碱高温反应生成Na2SiO3(D)和CO2(E)，Al2O3高温下也与碱性物质反应。(4)不论CaCO3过量与否，生成的CO2由CaCO3决定，由关系式CaCO3CO2得：，解得m(CaCO3)50 g。混合物中石灰石的质量分数为：100%50%。答案(1)A最外层均有4个电子(2)氢氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3ABC(4)50%11含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为_，A与B在原子的电子层结构上的相同点是_。(2)易与C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是 _。(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。写出生成D和F的化学反应方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩锅 D铁坩锅(4)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是_。解析 (1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，C为SiO2，D为Na2SiO3。比硅相对原子质量小的同族元素B为碳。(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。(4)若SiO2恰好完全反应或过量，与CaCO3反应的化学方程式只有一个，即CaCO3SiO2CaSiO3CO2。若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3CaOCO2。总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系列式求解：CaCO3 CO2100 g 22.4 Lm(CaCO3) 11.2 Lm(CaCO3)50 g混合物中CaCO3的质量分数：100%50%。答案 (1)A最外层均有4个电子，最内层均有2个电子(2)氢氟酸SiO24HF=SiF42H2O(3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3D(4)50%第二讲富集在海水中的元素一、选择题1美国宇航局“凤凰”号火星登陆器的显微、电子化学及传导分析仪对两份土壤样本的分析发现，火星北极区表层土壤可能含有高氯酸盐，可创造不利于任何潜在生命的恶劣环境。则下列说法错误的是()。A含有高氯酸盐的土壤不利于生命存在与高氯酸盐具有较强的氧化性有关B当元素处于最高价态时一定具有强氧化性C可以考虑用加入亚铁盐等还原性物质的方法改善这种土壤D一定条件下高氯酸盐能与浓盐酸反应生成氯气解析本题主要考查氧化还原反应的相关知识。高氯酸盐中氯元素显7价，由题给情境可知高氯酸盐应有强氧化性，能使蛋白质变性，不利于生命存在，A正确；元素处于最高价态时未必具有强氧化性，如H3PO4，B错误；亚铁盐可还原高氯酸盐生成氯化物，氯化物不具有强氧化性，C正确；高氯酸盐中氯元素显7价，浓盐酸中氯元素显1价，二者反应可生成氯气，D正确。答案B2某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质下列说法正确的是()A图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗B图中：量筒中发生了加成反应C图中：生成蓝色的烟D图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成解析 A项浓盐酸与MnO2反应需要较浓的盐酸才可反应，因此盐酸不会因MnO2过量而完全消耗；B项中Cl2与CH4发生了取代反应；C项生成CuCl2是棕黄色烟；D项Cl2被NaOH溶液吸收可生成NaCl、NaClO，当加入稀H2SO4时，可发生归中反应生成Cl2。答案 D3在新制的氯水中存在下列平衡：Cl2H2OHClHClO，若向氯水中加入少量Na2CO3粉末，溶液中发生的变化是 ()。ApH增大，HClO浓度减小BpH减小，HClO浓度增大CpH增大，HClO浓度增大DpH减小，HClO浓度减小解析加入少量Na2CO3粉末，会与其中的氢离子反应，使平衡右移，HClO浓度增大，但因为氢离子发生反应而浓度下降，pH增大。答案C4实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法中不正确的是 ()。A由题目信息知：KMnO4的氧化性比MnO2的强B制备氯气的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂C用排气法收集不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满气体D用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 mol解析比较反应的条件即可说明KMnO4的氧化性强于MnO2，A正确；因氯气有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B错误；当整个集气瓶充满黄绿色时表明已收集满了，C正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，生成氯气的物质的量小于1 mol，D正确。答案B5滴加新制氯水后，下列各组离子可能大量存在的是 ()。AFe3、Al3、Cl、NOBK、Na、I、SOCAg、Ca2、NH、NODNa、Ba2、CO、SO解析氯水中存在Cl2、HCl、HClO等微粒，B中I能与Cl2发生反应2ICl2=I22Cl，B错误；C中Ag与Cl发生反应AgCl=AgCl，C错误；D中CO与H反应，CO2H=H2OCO2，Ba2与CO、SO也不共存，D错误。答案A6如图是一种检验某气体化学性质的实验装置，图中B为开关。如先打开B，在A处通入干燥氯气，C中红色布条颜色无变化；当关闭B并继续通气时，C处红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的是()A浓H2SO4 B饱和NaCl溶液C浓NaOH溶液 DCa(OH)2悬浊液解析 氯气无漂白性，要使红色布条褪色，必须让氯气变得湿润，符合要求的只有答案B。答案 B7某兴趣小组设计如图装置进行氯气与金属钠的反应，先将钠预热，在钠熔融成小球时，撤火，并通入氯气即发生反应，下列叙述中错误的是()A钠在氯气中燃烧产生黄色的火焰B反应产生的大量白烟是氯化钠固体C棉球的作用是吸收过量氯气防止产生污染D棉球变蓝色则证明氯气已被碱液完全吸收解析 棉球变蓝则证明碱液已经反应完全，D项叙述错误。答案 D二、非选择题82012年9月据中华网报道：辽宁省某一化学试剂厂，发生氯气泄漏事故，泄漏出的氯气迅速向周围的居民区蔓延，所到之处草木枯黄、大片蔬菜被毁。请回答下列问题：(1)如果你当时在现场，你应该往哪里撤离？(填“山坡上”或“低洼处”)_；(2)如果你在该厂实验室准备撤离时，应该准备什么样的简易“防毒面具”避免吸入较多的氯气？_；(3)如果你当时在距离化工厂较近的居民家中，如何利用家中现成物质来制作简易“防毒面具”？_；(4)消防官兵赶到现场处理，他们先把泄漏的氯气钢瓶投入一盛有某物质水溶液的水池中，该物质是_；(5)对弥漫在空气中没有散去的氯气，消防队员喷洒了一种挥发性化学物质的水溶液进行处理，该化学物质是_。解析性质决定处理方案(Cl2)比(空气)大山坡上答案(1)山坡上(2)用蘸有稀碳酸钠溶液的湿毛巾捂住口鼻(3)用蘸有稀碳酸钠溶液、小苏打溶液或肥皂水的湿毛巾捂住口鼻(4)NaOH(5)NH3H2O9AG各物质间的关系如图，其中B、D为气态单质。请回答下列问题。(1)物质C和E的名称分别为_、_；(2)可选用不同的A进行反应，若能在常温下进行，其化学方程式为_；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为 _；(3)MnO2在反应和反应中的作用分别是_、_；(4)新配制的F溶液应加入_以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是_，实验现象为_。解析 解答本题注意以下两点：(1)MnO2常用作催化剂和制Cl2的氧化剂。(2)Fe为变价金属，Fe2易被氧化。答案 (1)浓盐酸四氧化三铁(2)2H2O22H2OO2KClO3(3)催化剂氧化剂(4)铁屑KSCN溶液溶液呈红色1某校课外小组的学生，利用排饱和食盐水的方法收集了一平底烧瓶的氯气，同时制备了一平底烧瓶的饱和氯水，探究完成以下性质实验。请按照要求完成下列问题：(1)按如图安装好实验装置，U形管内盛有有色墨水，A、B两端液面相平，平底烧瓶盛满氯气。通过分液漏斗向圆底烧瓶中滴加少量氢氧化钠溶液，观察到实验现象是_、_。请简单解释原因_。(2)如图所示，平底烧瓶盛满饱和氯水，当日光照射到盛有饱和氯水的装置时，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是_；当氯水中不再产生气泡时，某学生欲检验该反应所产生的气体，该同学可采取的合理操作是_。解析(1)Cl2是黄绿色气体，Cl2与少量氢氧化钠溶液反应，消耗部分Cl2，气体颜色变浅，同时平底烧瓶中气体压强减小。(2)次氯酸见光分解，产生HCl和氧气，平衡反应Cl2H2O=HClHClO右移，氯气与水反应又会产生次氯酸，导致氯水中氯气分子减少。使用带火星的木条检验氧气。答案(1)平底烧瓶内气体的颜色变浅U形管A端水位上升，B端水位下降Cl2与氢氧化钠溶液反应，导致气体颜色变浅，同时平底烧瓶中气体压强减小，U形管A端水位上升，B端水位下降(2)氯水中含有次氯酸，次氯酸见光易分解，产生盐酸和氧气，又会有一部分氯气与水反应产生次氯酸，次氯酸见光再分解，产生盐酸和氧气。氯水中氯气分子减少，导致溶液颜色变浅将平底烧瓶盖上玻璃片，取出正放置在桌面上，移去玻璃片，将带火星的木条，插入平底烧瓶的瓶口，木条复燃11氯气在298 K、100 kPa时，在1 L水中可溶解09 mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：(1)该反应的离子方程式为_；(2)估算该反应的平衡常数_(列式计算)；(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向_移动；(4)如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将_(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡将向_移动。解析 (1)氯气与水反应的离子方程式为：Cl2H2OHClOHCl。(2)由Cl2与水反应的化学方程式可得三个阶段各物质的浓度(molL1)： Cl2 H2O HClO HCl起始 09 0 0反应 03 03 03平衡 06 03 03K015。(3)在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中的氢离子与氢氧根离子反应，氢离子浓度减小，使平衡将向正反应方向移动。(4)如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将增大，平衡将向正反应方向移动。答案 (1)Cl2H2OHClOHCl(2)K015 molL1(3)正反应方向(4)增大正反应方向第三讲硫及其化合物一、选择题1下列说法正确的是()ASO2和SO3都是酸性氧化物，二者的水溶液都是强酸B将铜片放入浓硫酸中，无明显现象是因为铜片发生了钝化C硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成大量的SO3D富含硫黄的矿物在工业上可用于制造硫酸解析 SO2溶于水形成亚硫酸，亚硫酸是弱酸，A项错误；常温下铜片和浓硫酸不反应，加热条件下才反应，B项错误；硫粉在过量的纯氧中燃烧生成大量的SO2，C项错误。答案 D2下列有关SO2的性质的探究实验报告记录的实验现象正确的是()。解析因SO2为酸性氧化物，遇酚酞不变色，SO2能使品红溶液褪色；SO2具有强还原性，被HNO3氧化为SO、SO与Ba2生成白色沉淀；SO2与BaCl2不反应；所以选C。答案C3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ABaCl2溶液变浑浊SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀BNa2S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具有漂白性解析SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3为中强酸，不与BaCl2溶液反应。答案A4下列制取硫酸铜的实验设计中，能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是 ()。A铜与浓硫酸共热B用铜片为阳极，石墨为阴极，电解稀硫酸C先灼烧废铜屑生成氧化铜，然后再用浓硫酸溶解D适当温度下，使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解解析A项有SO2生成；B项耗能较多；C项也耗能过多。答案D5下列四种溶液中一定存在SO的是 ()。A向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀B向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解C向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生D向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生解析甲溶液中可能存在SO、CO或Ag；乙溶液可能存在Ag；丁溶液用硝酸酸化，若溶液中存在SO和HSO，会被氧化成SO，无法判断。答案C6将一定量的锌与100 mL 18.5 mol/L的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H)1 mol/L，则下列叙述中错误的是()A反应中消耗的Zn的质量为97.5 gB气体A中SO2和H2的体积比为14C反应中被还原的元素只有一种D反应中共转移电子3 mol解析 解答本题应注意以下两点：(1)生成的33.6 L气体可能是SO2和H2的混合气体。(2)假设反应的Zn一部分还原出SO2，一部分还原出H2，设未知数、列方程式计算。答案 C7宁夏的硒砂瓜现今已享誉区内外，西瓜富含硒元素，有延年益寿、抗衰老、抗癌作用，因之得名“硒砂瓜”。二氧化硒(Se)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。在回收过程当中涉及到如下化学反应：SeO24KI4HNO3Se2I24KNO32H2O；Se2H2SO4(浓)2SO2SeO22H2O。下列有关叙述正确的是()ASeO2、H2SO4(浓)、I2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)SeO2I2B中Se是氧化产物，I2是还原产物C反应中KI是氧化剂，SeO2是还原剂D反应中每有6 mol I2生成，转移电子数目为2.4NA解析 由氧化剂氧化性强于氧化产物的氧化性，故由知，氧化性：SeO2I2，由知H2SO4SeO2，故A正确；中SeO2是氧化剂，Se是还原产物；KI是还原剂，I2是氧化产物，每有6 mol I2生成，转移电子数目为1.2NA，故B、C、D错。答案 A二、非选择题8某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜。制备方法如下：方法一(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是_(填序号)。(2)甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 molL1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分。设计下列实验。实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。实验现象：_。实验结论：所得灰白色固体的化学式为_。(3)乙同学还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学反应方程式回答)_。直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余。乙同学根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是_。方法二(4)丙同学认为甲同学设计的实验方案不好，他自己设计的思路是：2CuO22CuO，CuOH2SO4=CuSO4H2O。对比甲同学的方案，你认为丙同学的优点是_，_。方案三(5)丁同学取一块铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水，发现溶液逐渐呈蓝色。写出反应的化学反应方程式：_。解析(1)浓硫酸有强烈的腐蚀性和氧化性，选B、D。(2)浓硫酸有吸水性、脱水性，在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。(3)反应中生成的淡黄色固体是硫，在加热条件下硫可被浓硫酸氧化。(4)丙同学的方案用H2SO4的量少，且没有有毒气体二氧化硫产生。(5)铜有还原性，被氧化成铜离子，过氧化氢有氧化性，被还原为水，稀硫酸提供氢离子。答案(1)BD(2)灰白色物质溶解，溶液变为蓝色CuSO4(3)S2H2SO4(浓)3SO22H2O随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐变小，由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应(4)产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少不产生污染物SO2(5)H2SO4CuH2O2=CuSO42H2O9.下列AI九种物质之间的转化关系如图所示，其中部分生成物或反应条件已略去。已知A在常温下为黑色固体单质，常温下C、E、F都是无色气体。请回答下列问题：(1)C的固体名称_，F的化学式是_。(2)A与B反应的化学方程式是_。(3)G与H反应的离子方程式是_；E转变为H和I的离子方程式是_。解析 由题中A在常温下为黑色固体单质，可推测A为碳单质，因ABCDE，其中C、E为无色气体，可推测是碳单质与浓酸之间的反应，再结合框图转化关系与反应条件，推测E为SO2，C为CO2，则进一步确定中含SO，H中含Cl，F为O2，G为Na2CO3，则B为浓硫酸，将以上推测代入题中验证，可知推测正确。答案 (1)干冰O2(2)C2H2SO4(浓)2SO2CO22H2O(3)CO2H=CO2H2OSO2Cl22H2O=4HSO2Cl1某同学欲研究SO2的性质。(1)将相关的含硫物质按一定的规律和方法分为如下表所示3组，则第2组中物质X的化学式是_。第1组第2组第3组S(单质)SO2、X、Na2SO3、NaHSO3SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(2)利用下图所示的装置研究SO2的性质：(熔点：SO276.1 ，SO3 16.8 ，沸点：SO210 ，SO3 45 )装置模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是_。甲同学按、的顺序连接装置，装置的作用是_；装置中溶液逐渐褪色，生成Mn2，同时pH降低，则该反应的离子方程式是_。乙同学按、的顺序连接装置，若装置中有40 mL 2.5 molL1 NaOH溶液。反应后增重4.8 g，则装置中发生反应的化学方程式是_。解析(1)对比第2、3组的物质可知，第2组中的X为H2SO3。(2)工业生产中SO2催化氧化的反应的化学方程式为2SO2O22SO3，书写时注意该反应为可逆反应和反应条件。甲同学按、的顺序连接装置，根据题目所给SO2和SO3的熔、沸点及冰水浴，可知装置的作用是使SO3凝结成固体与SO2分离，便于实验的进行，减少干扰。乙同学按、的顺序连接装置，NaOH的物质的量为1 mol，反应后增重的质量为SO2，SO2的物质的量为075 mol，NaOH与SO2的物质的量之比为43，所以产物既有Na2SO3又有NaHSO3，化学方程式为3SO24NaOH=Na2SO32NaHSO3H2O。答案(1)H2SO3(2)2SO2O22SO3使SO3凝结成固体与SO2分离5SO22H2O2MnO=5SO2Mn24H3SO24NaOH=Na2SO32NaHSO3H2O11某待测溶液中可能含有SO、SO、CO、HCO、NO、Cl、Br中的若干种及一种常见金属阳离子(Mn)，现进行如下实验(每次实验所用试剂均是足量的，鉴定中某些成分可能没有给出)。请回答下列问题：(1)根据上述框图信息填写下表(不能确定的不填)。肯定存在的离子肯定没有的离子沉淀D化学式或离子符号(2)待测溶液中是否有SO、SO_。若气体D遇空气变红色，则生成沉淀D时肯定发生的反应的离子方程式为_，形成沉淀B时反应的离子方程式为_。(3)若Mn为常见金属阳离子且原子序数不大于20，则要确定它具体是何种离子的方法是_。解析 由沉淀A与稀硝酸反应仍得到白色沉淀知白色沉淀D为BaSO4，故溶液中SO、SO至少有一种；由每次实验所用试剂均足量知溶液A中含有Ba2，在加入碱后能得到白色沉淀B，则原待测溶液中一定含有HCO；溶液B中加入足量的氯水后仍得到无色溶液，说明原待测液中无Br，不能确定是否有NO、CO、Cl。若气体D遇空气变红色时，表明D中肯定有NO，沉淀A中肯定有BaSO3。 原子序数不大于20的金属阳离子有Li、Be2、Na、Mg2、Al3、K、Ca2，Al3与HCO，SO或SO与Ca2不能大量共存，故金属阳离子不可能是Al3或Ca2；由待测溶液与浓NaOH溶液混合后无明显变化知溶液中没有Mg2，结合Mn为常见离子且原子序数不大于20知Mn只能是Na或K，可通过焰色实验来确定是钾还是钠。答案 (1)肯定存在的离子肯定不存在的离子白色沉淀D化学式或离子符号HCOBrBaSO4(2)SO、SO至少有一种3BaSO32H2NO=2NO3BaSO4H2OHCOBa2OH=BaCO3H2O(3)做焰色反应实验，若透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰，说明是钾；若不透过蓝色钴玻璃片观察到黄色火焰，则说明是钠第四讲氮及其化合物一、选择题1烧瓶中放入铜片和稀硝酸，用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是()A立即接收集容器，用向上排空气法收集B待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集C待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集D立即用排水法收集解析 在制取NO过程中，常常会混有NO2气体，要得到纯净的NO，需除去混有的NO2气体。直接用向上排空气法收集，不能得到纯净的NO气体，A项错误；NO中的NO2是由NO和装置内的空气发生反应得到的，由于NO2溶于水且与水反应生成NO和硝酸，故可以立即用排水法收集得到纯净的NO，B、C项错误，D项正确。答案 D2汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为2NO22NO2O；2NOO22NO2；OO2O3。下列对该反应过程及产物叙述正确的是 ()。ANO2起催化剂作用BNO起催化剂作用CNO2只起氧化剂作用DO3与O2互为同分异构体解析反应过程得O22O，OO2O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2的相对分子质量不相同，不互为同分异构体，互为同素异形体，D项错误。答案A3铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 ()。A1 mol NH含有的电子数为11NABNH中N元素的化合价为3，在氧化还原反应中常作氧化剂C1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中氮原子数等于6NAD硫酸铵中既含有离子键，又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键解析1个NH中含有10个电子，A错；NH中N元素的化合价为3价，化合价最低在氧化还原反应中常作还原剂；B错误；1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中的氮原子数为6 NA；C正确；铵根离子中，氮与氢原子之间为共价键，D错。答案C4有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验：(1)a和b混合气体变红棕色(2)c和d混合产生白烟(3)c和e分别通入少量溴水中溴水都变成无色透明的液体(4)b和e分别通入氢硫酸中都产生淡黄色浑浊则a、b、c、d、e依次可能是()AO2、NO、HCl、NH3、CO2BO2、NO、NH3、HCl、SO3CNO、O2、NH3、HCl、SO2DHCl、CO2、NH3、H2S、CH4解析 由a和b混合，气体变成红棕色，可知a和b分别为NO和O2中的一种；b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则b为氧气，a为NO；c和d混合产生白烟，则c和d分别为NH3和HCl中的一种；c通入少量溴水中溴水变成无色透明的液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透明的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则e可能为SO2。答案 C5已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有氧化性又有还原性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。pH范围77产物NONO、N2O、N2中的一种下列有关说法错误的是 ()。A碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NOClO=NOClB向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，溶液变蓝色解析由表中数据知，碱性条件下，HNO2可被氧化为NO，而ClO有强氧化性，A对；HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱，故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能，B错、C对；酸性条件下，NaNO2有氧化性，而I具有强还原性，NO能将I氧化成I2，D对。答案B6.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 molL1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是 ()。NOFe3HNONO2ABC D解析Fe与浓HNO3反应时，开始生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3。因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NO。答案B7足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60 mLB45 mLC30 mLD15 mL解析 由题意可知：HNO3，由此分析可得：Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等，即n(Cu)2n(O2)215 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)3 mol，则V(NaOH)06 L60 mL。答案 A二、非选择题8X、Y、Z、W均为气体单质，A、B、C均为无色气体化合物，D、E均为白色固体，F在通常情况下为无色无味的液体，它们有如下的转化关系：请回答下列问题：(1)Y分子的电子式为_，F中的化学键类型为_。(2)C的化学式为_。(3)B在F中的反应可以表示为_。(4)写出反应的化学方程式：_。解析：F为无色无味液体，应是H2O。根据反应并结合题给信息，可以推断其为NH4Cl和Ca(OH)2的反应；根据反应并结合框图转化关系，可以推出其为NH3和O2的反应。由此可以推出：X为O2，Y为N2，Z为H2，W为Cl2，A为NO，B为NH3，C为HCl，D为NH4Cl，E为Ca(OH)2。答案：(1) 极性共价键(2)HCl(3)NH3H2ONH3H2ONHOH(4)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O9硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式：_。(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至_后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是_。装置中发生反应的化学方程式为_。蘸NaOH溶液的棉花团的作用是_。打开K2，至装置中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO_