高中化学化工生产中的重要非金属元素单元综合与测试综合训练题

第五章  化工生产中的重要非金属元素

单元测试卷

时间：90分钟            满分：100分

一、   选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题意）

1．氮的固定是指（     ）

A．植物从土壤中吸收氮肥

B．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质

C．将空气中的氮气转变为氮的化合物

D．硝酸和氨气反应生成氮肥

【答案】C

【解析】A．植物从土壤中吸收氮肥，氮肥是指含氮的盐类．盐是化合物，不是氮气单质。植物从土壤中吸收盐中的氮元素，显然不是将游离态的氮转化为化合态的氮，A错误；

B．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质，不属于氮的固定。因为大豆的根瘤菌转变成植物蛋白的氮是化合物中的氮进行转变的，B错误；

C．将空气中的氮气转变为氮的化合物，氮气是单质，是游离态的氮，转变为化合态符合氮的固定定义，C正确；

D．硝酸和氨气反应生成氮肥，硝酸、氨气、氮肥均为化合物，均为化合态的氮，显然不是将游离态的氮转化为化合态的氮，D错误；

答案选C。

2．下列有关实验原理或实验操作正确的是

A．喷泉实验 B．收集NO2

C．制备SO2  D．除去Cl2中的HCl

【答案】D

【解析】A．氮气不溶于水，不能形成喷泉实验，故A错误；
B．二氧化氮与水反应，不能排水法收集，故B错误；
C．Cu与稀硫酸不反应，不能制备二氧化硫，故C错误；
D．HCl极易溶于水，食盐水可抑制氯气的溶解，导管长进短出、洗气可分离，故D正确；

3．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是（    ）

①减少煤作燃料 ②造高工厂烟囱 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源

A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤

【答案】C

【解析】①用煤作燃料会产生二氧化硫、氮氧化物，造成酸雨，所以减少煤作燃料可减少酸雨的形成，①合理；

②把工厂烟囱造高不能减少二氧化硫、氮氧化物的产生，即不能减缓酸雨污染，②不合理；

③燃料脱硫处理可减少含硫物质的排放，可减少二氧化硫的形成，③合理；

④在已经酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤，但不能减缓酸雨污染，④不合理；

⑤开发新能源可以减少煤、石油的使用，因而可减少酸雨的形成，故⑤合理；

故正确说法是①③⑤，选项C合理。

4．下列方法适合实验室制取氨气的是

A．N2和H2催化加热制取氨气

B．加热NH4HCO3制取氨气

C．将浓氨水向生石灰固体上滴加

D．将NH4Cl稀溶液和NaOH稀溶液混合

【答案】C

【解析】A．氮气与氢气化合生成氨气为可逆反应，不能进行到底，得到产物不纯净，且条件要求高，适合工业制备氨气，不适合实验室制备，故A错误。
B．氯化铵受热分解生成氨气和二氧化碳，二氧化碳影响氨气的收集，所以不适合实验室制备，故B错误。
C．浓氨水向生石灰固体上滴加使氨水平衡朝着正方向移动,有利于NH3生成，可以用来制备氨气，故C正确。
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合，生成一水合氨和氯化钠，得不到氨气，故D错误。

5．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是 ( 　　 )

①幕布的着火点升高                ②幕布的质量增加

③氯化铵分解吸收热量，降低了温度  ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气

A．①② B．③④ C．①③ D．②④

【答案】B

【解析】氯化铵分解吸收热量，能降低火焰温度，达不到幕布的着火点；并且分解产物氯化氢和氨气能隔绝空气，均破坏了可燃物的燃烧条件，故能使幕布不易着火，答案选B。

6．下列关于化学与生产、生活的认识错误的是

A．CO2、SO2、N2等均是造成温室效应的气体

B．节能减排符合低碳经济的要求

C．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

D．大量焚烧田间秸秆会污染空气

【答案】A

【解析】A．CO2、CH4和氮氧化合物都是形成温室效应的气体，SO2、N2不是形成温室效应的气体，故A错误；

B．节能减排可以减少CO2的排放，符合低碳经济的要求，故B正确；

C．酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体形成的，使用清洁能源减少了二氧化硫、氮氧化物的排放，所以使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一，故C正确；

D．焚烧秸秆会造成大气污染，产生一氧化碳等，故D正确；

7．下列离子的检验方法中，正确的是

A．先用盐酸酸化，再加AgNO3溶液产生白色沉淀，则原溶液中存在Cl－离子

B．先加过氧化氢溶液，再加硫氰化钾溶液，产生血红色，则原溶液中存在Fe2+离子

C．加入足量的盐酸溶液，产生无色无味的气体，且能使澄清石灰水变浑浊，则原溶液中存在CO32－离子

D．加入过量盐酸酸化，无沉淀产生，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明原溶液中存在SO42－离子

【答案】D

【解析】A．加入盐酸，引入氯离子，应加入硝酸酸化，故A错误；
B．先加过氧化氢溶液，不能说明原溶液中是否存在Fe2+离子，应先加硫氰化钾，溶液不变红，再加过氧化氢溶液变红，才能检验原溶液中含有Fe2+，故B错误；
C．加入足量的盐酸溶液，产生无色无味的气体，且能使澄清石灰水变浑浊，该气体为二氧化碳，原溶液中可能含有CO32－离子或者碳酸氢根离子，所以原溶液中不一定存在CO32－，故C错误；
D．先加入过量HCl酸化，排除干扰离子，然后再向澄清液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀一定为硫酸钡，则说明原溶液中一定存在SO42－离子，故D正确；

8．氨水显弱碱性的主要原因是(　　)

A．通常状况下，氨的溶解度不大

B．氨水中的一水合氨少量电离

C．溶于水的氨分子只有少量发生电离

D．氨本身的碱性弱

【答案】B

【解析】A. 气体的溶解度与溶液酸碱性无关，A错误；

B. 氨水溶液中存在一水合氨的电离平衡，溶液呈碱性是因为电离出了氢氧根离子，c（H+）＜c(OH-)，B正确；

C. 溶液碱性与溶液中氢氧根离子浓度和氢离子浓度的大小有关，且氨气分子不电离，C错误；

D. 氨气本身无碱性，是溶液中生成的一水合氨电离出氢氧根离子，D错误；

9．下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是(    )

A．A B．B C．C D．D

【答案】D

【解析】A. S无论在空气中还是在纯氧中燃烧都生成SO2，故A错误；

B. 制备光导纤维的材料是SiO2，SiO2属于共价化合物，不导电，光导纤维是对光全反射原理，传导光信号，故B错误；

C. 浓硫酸作干燥剂，利用浓硫酸的吸水性，不是强氧化性，故C错误；

D. Fe3＋与Cu发生2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，利用Fe3＋的强氧化性，故D正确；

10．下列物质都具有漂白性，漂白原理与其它几种不同的是（    ）

A．氯水 B．SO2 C．H2O2 D．HClO

【答案】B

【解析】二氧化硫漂白原理是它与有色物质化合生成不稳定的无色物质；氯水、双氧水、次氯酸具有强氧化性能使有色物质褪色，故选B。

11．下图是进行气体性质实验的常用装置，液体一定不能充满试管的是

A．若a为水，b是HCl B．若a为水，b是NO2

C．若a为水(滴有酚酞)，b是NH3 D．若a为NaOH溶液，b是Cl2

【答案】B

【解析】A. HCl极易溶于水，所以若a为水，b是HCl，液体会充满试管，A不符合题意；

B. NO2与H2O会发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应产生NO不能溶于水，因此液体一定不能充满试管，B符合题意；

C. 若a为水(滴有酚酞)，b是NH3，由于氨气极易溶于水，所以液体会充满试管，C不符合题意；

D. 若a为NaOH溶液，b是Cl2，Cl2与NaOH会发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，反应产生的物质都易溶于水，因此液体会充满试管，D不符合题意；

12．如图是某硫酸试剂瓶标签上的部分文字。据此，下列说法正确的是(　　)

A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol/L

B．1 mol Zn与足量的该硫酸反应生成2 g氢气

C．该硫酸与等体积水混合所得溶液的物质的量浓度等于9.2 mol/L

D．向50 mL该硫酸溶液中加入足量的铜片，加热充分反应后，被还原的硫酸的物质的量小于0.46 mol

【答案】D

【解析】A．该硫酸的物质的量浓度为c===18.4mol/L，错误；

B．浓硫酸和Zn反应不生气氢气，生成SO2和水，错误；

C．该浓硫酸和等体积的水混合后溶液体积不是原来的2倍，所以物质的量浓度不是9.2mol/L，错误；

D．50mL浓硫酸的物质的量为0.05L×18.4mol/L=0.92mol，浓硫酸和铜反应：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，被还原的硫酸的物质的量是反应的硫酸的物质的量的一半，但随着反应的进行，硫酸浓度降低，稀硫酸和铜不反应，所以被还原的硫酸的物质的量小于0.46mol，正确；

二、非选择题

13．（12分）我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：

回答下列问题：

(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有________(写化学式)。

(2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。

(3)写出SO2转化为SO3的化学方程式________________________。

(4)工业上利用氨气制备一氧化氮，反应的化学方程式为________________。

(5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为________________(用化学方程式表示)。

(6)氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为________________。

【答案】、、                       

【解析】（1）酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物，符合要求的有、和；

（2）图中物质溶于水呈碱性的只有；

（3）二氧化硫在催化剂存在可以转化为三氧化硫：；

（4）氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：；

（5）浓硝酸见光或受热时易分解，因此要保存在棕色试剂瓶中：；

（6）氨气中的氮为-3价，一氧化氮中的氮为+2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：。

14．（13分）某课外活动小组在实验室用如下图所示的装置进行实验，验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。

请回答：

（1）实验前先将仪器按图示连接好，然后检查装置的气密性。怎样检查该装置的气密性？________________。

（2）烧瓶内装有生石灰，随浓氨水的滴入，产生氨气。氨气产生的原因是________________。

（3）实验进行一段时间后，观察到加热的硬质玻璃管内的黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水CuSO4的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象，写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：______________________。这个反应说明氨气具有________。

A．碱性　　B．还原性   C．氧化性      D．不稳定性

（4）洗气瓶中浓硫酸的主要作用是________________________。

（5）在最后出气管的导管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是___________________。

【答案】先关闭分液漏斗的活塞，向广口瓶中加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，说明装置的气密性良好    NH3·H2O中的H2O与CaO反应并放热，使NH3逸出    3CuO＋2NH3 3Cu＋N2＋3H2O    B    干燥N2，吸收未反应的NH3    用塑料袋或球胆收集   

【解析】（1）检查本装置气密性，先关闭分液漏斗的活塞，向广口瓶中加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，说明装置的气密性良好，故答案为：先关闭分液漏斗的活塞，向广口瓶中加水，浸没进气导管口，用酒精灯在烧瓶下稍加热，若导气管口有少量气泡冒出，停止加热后，导管内水面上升，形成一段水柱，说明装置的气密性良好；

（2）浓氨水滴入生石灰中，生石灰CaO溶于水放热，使氨水分解同时生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧根离子浓度增大，使NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-电离平衡向左移动，氨气逸出，所以用浓氨水和生石灰可以快速制氨气，故答案为：NH3·H2O中的H2O与CaO反应并放热，使NH3逸出；

（3）碱石灰的作用是干燥氨气，E中发生氨气还原氧化铜的反应，黑色粉末变红说明生成了铜，无水硫酸铜变蓝说明生成了水，同时还有氮气生成，由此可写出反应方程式3CuO＋2NH3 3Cu＋N2＋3H2O，反应中－3价的氮全部升为0价，氨气表现还原性，故答案为：3CuO＋2NH3 3Cu＋N2＋3H2O；B；

（4）洗气瓶中浓硫酸的作用是干燥N2、吸收多余的氨气，防止氨气逸出污染环境，故答案为：干燥N2；吸收未反应的NH3；

（5）收集纯净、干燥的氨气用气囊收集，故可用塑料袋或球胆收集，故答案为：用塑料袋或球胆收集。

15．（14分）某城市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据判断待测试样为__（填“酸”或“碱”）性，表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH-)=___mol·L-1。

（2）煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx，易形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。

（____）ClO2-+（____）NO+（____）OH-=（____）Cl-+（____）NO3-+______

（3）为减少SO2对环境的污染，常将煤炭转化为清洁的气体燃料，并将烟气进行处理，吸收其中的SO2。

①写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式：__。

②以下物质可以用来吸收烟气中SO2的是__（填字母代号）。

a.Ca(OH)2      b.Na2CO3       c.CaCl2       d.NaHSO3

（4）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。

①汽车启动时汽缸温度高，汽缸中会生成NO，化学方程式为___。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体，其化学反应方程式为___。

【答案】酸  10-4    3    4    4    3    4    2H2O    C+H2OCO+H2    ab    N2+O22NO    2CO+2NO2CO2+N2   

【解析】（1）根据表格数据，试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)-2c(SO42－)-c(NO3－)-c(Cl－)= 4×10-6+6×10-6+2×10-5-2×4×10-5-3×10-5-2×10-5 =-1×10-4，根据溶液的电中性原则，溶液中应该含有带正电荷的氢离子，c(H+)=1.0×10－4mol/L，所以溶液呈酸性；

（2）ClO2-中氯元素化合价由+3降低为-1，NO中N元素化合价由+2升高为+5，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，烟气脱硝过程的离子方程式3ClO2-+4NO+3OH-=3Cl-+4NO3-+2 H2O；

（3）①焦炭与水蒸气反应生成CO和H2，反应方程式是C+H2OCO+H2；

②SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收，Ca(OH)2呈碱性，能吸收SO2生成亚硫酸钙和水；Na2CO3呈碱性，能吸收SO2；CaCl2与SO2不反应 ；NaHSO3与SO2不反应；故选ab；

（4）①汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中生成NO，化学方程式为是N2+O22NO；

②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳，其化学反应方程式为2CO+2NO2CO2+N2。

16．（15分）硫酸型酸雨的形成原理可简化表示如下：

回答下列问题：

（1）A物质的化学式_________，B物质的化学式_________。

（2）根据SO2的性质，可让工厂的烟道气通过________除去SO2，达到减少污染的目的。

（3）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：

注　溶液的pH越大，H＋的物质的量浓度就越小。

①雨水样品的pH变化的原因是____________（用化学方程式表示）。

②如果将刚取样的上述雨水和用氯气消毒的自来水相混合，pH将_________（填“增大”“减小”或“不变”），原因是（用化学方程式表示）：_____________。

（4）你认为减少酸雨产生可采用的措施是_________（填序号）。

①少用煤做燃料；②把工厂烟囱造高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤开发新能源

【答案】SO2    SO3    碱液（或氨水）、氧化剂    2H2SO3＋O2=2H2SO4    减小    H2SO3＋Cl2＋H2O=H2SO4＋2HCl    ①③⑤   

【解析】(1)酸雨形成是含硫物质的燃烧生成的二氧化硫形成的，依据流程分析可知含硫燃气主要是二氧化硫，催化氧化为三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，反应的过程为：SO2SO3H2SO4，则A物质的化学式为SO2，B物质的化学式为SO3；

(2)SO2是酸性氧化物，且SO2中硫元素显+4价，它可能升高到+6价，具有还原性，做还原剂，依据氧化还原反应，需要加入还原剂实现转化，则可让工厂的烟道气通过碱溶液(如氨水)或氧化剂(如酸性KMnO4溶液)而除去SO2，达到减少污染的目的；

(3)①雨水的pH值变小的原因是由于排放出来的SO2等气体溶于水后生成H2SO3，H2SO3随雨水的下降，逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H2SO4，方程式为2H2SO3+O2=2H2SO4，从而使雨水的酸性增强；

②因氯气能氧化H2SO3生成硫酸和盐酸，两者都是强酸，酸性增强，pH减小，反应的化学方程式为：H2SO3＋Cl2＋H2O=H2SO4＋2HCl；

(4)少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放，从而减少酸雨的形成，即①③⑤正确，故答案为①③⑤。