高考化学一轮复习第4章非金属及其重要化合物章末综合测评含解析

章末综合测评(四)

(时间：90分钟　分值：100分)

一、选择题：本题包括10个小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。

1．明崇祯年间《徐光启手迹》记载：“绿矾五斤，硝(硝酸钾)五斤，将矾炒去，约折五分之一，将二味同研细，次用铁作锅……锅下起火，取气冷定，开坛则药化为强水。五金入强水皆化，惟黄金不化强水中，加盐则化。”以下说法不正确的是(　　)

A．“强水”的主要成分是硝酸

B．“将矾炒去，约折五分之一”指绿矾脱水

C．“锅下起火，取气冷定”描述了蒸馏的过程

D．“五金入强水皆化”过程产生的气体都是H2

解析：选D。根据“五金入强水皆化，惟黄金不化强水中”判断“强水”的主要成分是硝酸，故A正确；“将矾炒去，约折五分之一”指绿矾脱水，故B正确；“锅下起火，取气冷定”描述了蒸馏的过程，故C正确；“五金入强水皆化”指金属溶于硝酸，反应产生的气体主要是氮的氧化物，故D不正确。

2．“坚持人与自然和谐共生，坚定走生态良好的文明发展道路，建设美丽中国，为人民创造良好的生活环境”。下列行为与该主题不相吻合的是(　　)

A．发展农村沼气，将废弃的农作物秸秆转化为清洁高效的能源

B．实施矿物燃料的脱硫脱硝技术，可以减少SO2、NO2的排放

C．在推广乙醇汽油的同时，研究开发太阳能电池和氢燃料电池汽车

D．开着大排量的家用汽车开直播声讨雾霾天气

解析：选D。发展农村沼气，将废弃的农作物秸秆转化为清洁高效的能源，与该主题相吻合，A不选；实施矿物燃料的脱硫脱硝技术，可以减少SO2、NO2的排放，与该主题相吻合，B不选；在推广乙醇汽油的同时，研究开发太阳能电池和氢燃料电池汽车，与该主题相吻合，C不选；开着大排量的家用汽车开直播声讨雾霾天气不利于低碳环保，与该主题不相吻合，D选。

3. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氯气

B．晶体硅熔点高，可用于制作半导体材料

C．Na2CO3溶液显碱性，可用热的纯碱溶液除油污

D．FeS固体呈黑色，可用于除去废水中Cu2＋、Hg2＋等重金属离子

解析：选C。 浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂，与脱水性无关，故A错误；晶体硅可用于制作半导体材料是因为晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，与其熔点高无关，故B错误；由于CO的水解使纯碱溶液显碱性，水解是吸热反应，升高温度，水解程度增大，碱性增强，油脂在碱性条件下能水解，则可用热的纯碱溶液除油污，故C正确；FeS固体可用于除去废水中Cu2＋、Hg2＋等重金属离子，是因为硫化汞、硫化铜的溶解度小于硫化亚铁，与硫化亚铁呈黑色无关，故D错误。

4．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论，这是化学学习的方法之一。下列对实验现象的解释正确的是(　　)

解析：选A。向淀粉­KI溶液中通入适量Cl2，会生成单质碘，淀粉遇单质碘变蓝，B不正确；SO、Ag＋有干扰，C不正确；浓硫酸具有吸水性，且稀释浓硫酸时会放出大量的热，氯化氢具有挥发性，温度越高，其挥发性越强，D不正确。

5．下列各物质中，不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是(　　)

解析：选C。铁和氯气反应生成氯化铁，氯化铁与铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与锌发生置换反应生成铁，可以完成转化；氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，次氯酸钠和盐酸反应生成次氯酸和氯化钠，氯化钠电解可以生成氯气，可以完成转化；二氧化硅不能直接转化为硅酸，硅酸也不能直接转化为硅单质，不能完成转化；稀硝酸与金属反应被还原为一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，可以完成转化。

6．下列各组物质中，气体X和气体Y同时通入盛有溶液Z的洗气瓶中(如图)，一定没有沉淀生成的是(　　)

解析：选D。SO2溶于水生成的H2SO3具有还原性，NO2溶于水生成的HNO3具有氧化性，HNO3能将H2SO3氧化成H2SO4，再与BaCl2反应生成沉淀，所以A中一定有沉淀生成。氨溶于水生成氨水，呈碱性，能与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀，所以B中一定有沉淀生成。氨溶于水生成氨水，呈碱性，少量CO2与碱反应生成CO，然后与Ca2＋反应生成CaCO3沉淀，所以C中可能有沉淀生成。CO2、SO2溶于水溶液均呈酸性，均不与CaCl2反应，所以D中一定无沉淀生成。

7．室温下，某兴趣小组用如图装置在通风橱中进行如下实验：

下列说法正确的是(　　)

A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成

B．等质量的Cu完全溶解时，试管Ⅰ中消耗的HNO3更多

C．将Cu换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈

D．试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同， 是由于溶有NO2

解析：选D。试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO和NO2的混合物，Cu与稀硝酸反应，硝酸被还原为NO，部分NO遇到空气中的氧气被氧化为红棕色的NO2，A不正确；等质量的 Cu 完全溶解时， 因稀硝酸被还原为NO，N的化合价由＋5价降低到＋2价，而浓硝酸被还原为NO2，N的化合价由＋5价降低到＋4价，故试管Ⅰ中消耗的HNO3较少，B不正确；将Cu换成 Fe 之后重复实验，Fe遇浓硝酸发生钝化，试管Ⅱ中无明显变化，C不正确；试管Ⅱ中持续通入氮气后，可以把溶液中溶解的NO2带走，溶液由绿色变为蓝色，说明试管Ⅱ中反应后溶液颜色与其溶解的NO2有关，D正确。

8．某小组比较Cl－、Br－、I－的还原性，实验如下：

下列对实验的分析不合理的是(　　)

A．实验1中，白烟是NH4Cl

B．根据实验1和实验2判断还原性：Br－>Cl－

C．根据实验3判断还原性：I－>Br－

D．上述实验利用了浓硫酸的强氧化性、难挥发性等性质

解析：选C。实验1中，浓硫酸与氯化钠反应生成氯化氢气体，遇到空气中的水蒸气，形成盐酸小液滴，盐酸与氨反应生成NH4Cl固体，故A合理；实验1中没有发生氧化还原反应，实验2中浓硫酸将溴离子氧化，生成单质溴，溶液变黄；因此还原性：Br－>Cl－，故B合理；实验3中②中溶液中的浓硫酸和溴都能将碘化钠氧化生成单质碘，不能判断I－和Br－的还原性强弱，故C不合理；实验2中体现了浓硫酸的强氧化性，实验1中体现了浓硫酸的难挥发性，故D合理。

9．已知一定条件下A、B、C、D之间的转化关系如图所示(反应条件省略)。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

解析：选D。3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A项错误。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，B项错误。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应属于氧化还原反应，C项错误。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，则符合要求的是NH＋OH－NH3↑＋H2O，则D是水，常温下呈液态，D项正确。

10．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列说法正确的是(　　)

A．制取粗硅时生成的气体产物为CO2

B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

C．电解精炼铜时，当电路中转移0.2 mol电子时阳极质量减少6.4 g

D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法

解析：选D。石英和焦炭在高温下反应生成Si和CO，故A错误；生产玻璃涉及的反应有SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑和SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，元素化合价没有发生变化，是非氧化还原反应，故B错误；电解精炼铜时，阳极为粗铜，粗铜中有比Cu活泼的杂质金属，该杂质先失电子，所以当电路中转移0.2 mol电子时，阳极质量减少的不是0.1 mol Cu的质量，故不一定为6.4 g，故C错误；粗硅制备高纯硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，可用多次分馏的方法提纯四氯化硅，故D正确。

二、选择题：本题包括5个小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。

11．如图所示是一系列含硫化合物的转化关系(部分反应产物已略去)，下列说法正确的是(　　)

A．反应①说明SO2具有漂白性，反应②说明SO2具有酸性

B．若反应②中的生成物n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1，则反应物n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3

C．反应③④⑤均属于氧化还原反应

D．工业上可利用反应②和反应④回收SO2

解析：选BD。反应①中溶液先变蓝后褪色的原因是KIO3被还原先得到I2，最终得到I－，体现了SO2的还原性，反应②是酸性氧化物和碱的反应，体现了SO2的酸性，A项错误；根据元素守恒，当n(Na2SO3)∶n(NaHSO3)＝1∶1时，n(SO2)∶n(NaOH)＝2∶3，B项正确；反应④是非氧化还原反应，C项错误；反应②吸收了二氧化硫，反应④放出了SO2，故可以通过反应②和反应④回收二氧化硫，D项正确。

12．除去燃煤烟气中的有毒气体，一直是重要的科研课题。某科研小组设计如下装置模拟工业脱硫脱氮，探究SO2和NO同时氧化的吸收效果。模拟烟气由N2(90.02%)、SO2(4.99%)、NO(4.99%)混合而成，各气体的流量分别由流量计控制，调节三路气体相应的流量比例，充分混合后进入A。已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)。下列说法不正确的是(　　)

A．反应开始前应该关闭d，打开e，通入一段时间的N2

B．观察到装置A中有黑色固体生成，则A中反应可能为2H2O＋3SO2＋2MnO===3SO＋2MnO2↓＋4H＋

C．洗气瓶A的出气管口有两个玻璃球泡，目的是消除可能存在的未破裂的气泡

D．实验中观察到B中红色褪去，C中变为浅棕色，说明KMnO4不能吸收NO

解析：选D。反应开始前应该关闭d，打开e，通入一段时间的N2，排出体系中的空气，防止氧气干扰实验，故A正确；二氧化硫具有还原性，装置A中生成的黑色固体可能是MnO2，则A中反应可能为2H2O＋3SO2＋2MnO===3SO＋2MnO2↓＋4H＋，故B正确；洗气瓶A的出气管口的两个玻璃球泡可以消除可能存在的未破裂的气泡，故C正确；实验中观察到B中红色褪去，C中变为浅棕色，说明NO、SO2没有完全被KMnO4吸收，故D错误。

13．NH4Al(SO4)2·12H2O俗称铵明矾，其性质稳定，是化学实验中常用的基准试剂，借助碳酸氢铵与硫酸钠可以制备纯净的铵明矾，制备过程如图所示。下列相关说法错误的是(　　)

A．为加快操作Ⅰ的速率，实验时采用抽滤，常用玻璃纤维替代滤纸

B．操作Ⅱ的基本过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

C．滤液a中加稀硫酸调节pH＝2的目的是抑制NH的水解

D．将气体a通入饱和纯碱溶液中会有晶体析出，该晶体与固体a成分相同

解析：选C。操作Ⅰ为过滤，采用抽滤可以加快过滤速率，玻璃纤维性质稳定，且韧性比滤纸的韧性好，可以替代使用，A正确；操作Ⅱ是从铵明矾溶液中得到铵明矾固体，采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作，B正确；滤液a中加稀硫酸调节pH＝2的目的是除去HCO，C错误；气体a为二氧化碳，通入饱和纯碱溶液中会有碳酸氢钠晶体析出，与固体a(碳酸氢钠)成分相同，D正确。

14．现有NaNO3和HCl的混合溶液400 mL，向混合溶液中逐渐加入过量的Fe粉(假设反应中HNO3只被还原成NO)，如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．硝酸钠的物质的量浓度为2.5 mol/L

B．反应生成气体的体积为33.6 L

C．整个反应过程中每步转移的电子之和为5 mol

D．将反应后的混合物过滤，滤液蒸发结晶所得固体为NaCl和FeCl2的混合物

解析：选AC。由图分析可知，当加入铁粉的物质的量大于1 mol时，溶液中才生成亚铁离子，说明加入铁粉的物质的量小于等于1 mol时，发生反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，则n(Fe)＝n(NO)＝n(NaNO3)＝n(NO)＝1 mol，c(NaNO3)＝＝2.5 mol/L，故A正确；因Fe3＋的氧化性大于H＋，则继续加入铁时发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，由图可知，这段反应消耗0.5 mol铁，然后是0.5 mol铁再与氢离子反应生成氢气，则n(H2)＝n(Fe)＝0.5 mol，所以，在整个过程中产生气体的物质的量为1.5 mol，在标准状况下的体积为33.6 L，故B错误；整个反应过程分三步进行，每步转移电子分别是3 mol、0.5 mol×2、0.5 mol×2，共5 mol电子，故C正确；滤液中的溶质为NaCl和FeCl2，蒸发结晶过程中，FeCl2会被氧化、水解，最后所得固体为NaCl和Fe(OH)3的混合物，故D错误。

15．(2021·潍坊模拟)钯是航天、航空高科技领域的重要材料。工业用粗钯制备高纯度钯的流程如图：

下列说法错误的是(　　)

A．酸浸时发生反应的化学方程式是Pd＋6HCl(浓)＋4HNO3(浓)===H2PdCl6＋4NO2↑＋4H2O

B．“热还原”中每生成1 mol Pd同时生成的气体的物质的量为6 mol

C．化学实验中可利用氯钯酸根离子检验溶液中是否含有NH

D．在“酸浸”过程中为加快反应速率可用浓硫酸代替浓盐酸

解析：选BD。据图可知，酸浸时反应物有Pd、浓硝酸和浓盐酸，产物有NO2，中和过程为非氧化还原过程，说明酸浸后Pd的化合价应为＋4价，存在形式为PdCl，结合电子守恒和元素守恒可知发生反应的化学方程式为Pd＋6HCl(浓)＋4HNO3(浓)===H2PdCl6＋4NO2↑＋4H2O，故A正确；根据元素守恒生成的气体应为HCl和NH3，生成1 mol Pd，则消耗1 mol氯钯酸铵，根据元素守恒可知可生成2 mol NH3和6 mol HCl，共8 mol气体，故B错误；氯钯酸铵为红色沉淀，所以若某溶液中含有铵根离子，滴入含有氯钯酸根离子的溶液可以生成红色沉淀，有明显现象，可以检验铵根离子，故C正确；“酸浸”过程中盐酸电离出的Cl－与Pd4＋生成络合物，促使Pd转化为Pd4＋的反应正向进行，从而使Pd溶解，若换成浓硫酸，无法生成络合物，会使酸浸效率降低，故D错误。

三、非选择题：本题包括5个小题，共60分。

16．(10分)金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。

(1)一定条件下，Na与CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收其中的CCl4的实验操作名称为________。推测该反应的类型为________。

A．分解反应　　　　　　　 B．置换反应

C．氧化还原反应   D．离子反应

(2)已知：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。在高温电炉中碳和SiO2反应可制得SiC，同时生成CO，其粗产品中杂质为Si和SiO2。

①写出电炉中所发生反应的化学方程式：__________________________________，每有1 mol SiC生成时，转移电子的物质的量为________。

②现将20.0 g SiC粗产品加入过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1 mol氢气，过滤得SiC固体11.4 g，滤液稀释到1 L，则所得硅酸盐的物质的量浓度为____________。

(3)下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是__________。

A．金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料

B．金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体

C．金刚石和单质硅都是良好的半导体材料

D．金刚石、SiC和Si晶体结构相似

解析：(1)根据信息判断二者反应后的产物为氯化钠和金刚石，该反应既属于置换反应，又属于氧化还原反应。氯化钠和金刚石均不溶于四氯化碳，因此要将四氯化碳从反应体系中分离，应该用过滤的方法。

(2)①根据信息可写出反应的化学方程式：SiO2＋3CSiC＋2CO↑，根据碳元素化合价的升降可推知每有1 mol SiC生成时，转移电子的物质的量为4 mol。

②粗产品中能与氢氧化钠反应的是硅和二氧化硅，产物都有硅酸钠，而硅和氢氧化钠反应还有氢气生成，由生成氢气的量和固体物质减少的量可以确定粗产品中硅和二氧化硅的量，根据硅元素守恒可以确定稀释后硅酸钠的浓度。

(3)金刚石不导电，不是半导体材料，C不正确。

答案：(1)过滤　BC　(2)①SiO2＋3CSiC＋2CO↑

4 mol　②0.17 mol·L－1　(3)C

17．(10分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。

(1)当空燃比(空气与燃油气的体积比)不同时，汽车尾气的主要成分不同。空燃比较小时的有毒气体主要是________(填化学式)。

(2)某分子筛类催化剂(H＋交换沸石)催化NH3脱除NO、NO2的反应机理如图所示。

步骤③转化反应的离子方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

按如图反应机理，NH3脱除NO、NO2总反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

(3)NaClO2溶液将NO转化为HNO3的反应历程如下：

NaClO2＋HCl===HClO2＋NaCl

8HClO2===6ClO2↑＋Cl2↑＋4H2O

2NaClO2＋Cl2===2NaCl＋2ClO2↑

5NO＋3ClO2＋4H2O===5HNO3＋3HCl

则酸性条件下NaClO2溶液将NO转化为HNO3的总反应的化学方程式为______________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)由空燃比定义可知当空燃比较小时，空气少，燃料不完全燃烧生成CO。(2)由图中步骤③可知反应物为[(NH4)2(NO2)]2＋、NO，生成物为N2、H2O、[(NH4)(HNO2)]＋、H＋，配平即可。书写NH3脱除NO、NO2总反应的化学方程式时，注意观察物质的“进”与“出”，圆环上均有中间产物，“进”的为反应物，有NH3、NO、NO2，“出”的为生成物，有N2和H2O，写出并配平方程式即可。(3)NaClO2将NO氧化为HNO3，自身被还原为NaCl，写出方程式并配平。

答案：(1)CO

(2)[(NH4)2(NO2)]2＋＋NO===N2＋H2O＋[(NH4)(HNO2)]＋＋H＋　NO＋NO2＋2NH32N2＋3H2O

(3)3NaClO2＋4NO＋2H2O===4HNO3＋3NaCl

18．(13分)为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。

(1)气体发生装置A产生的气体是________。

(2)为验证通入装置D中的气体是Cl2过量还是SO2过量，某小组同学准备了以下试剂：

①氯化铁溶液　②氯化亚铁溶液　③硫氰化钾溶液

④苯酚溶液　⑤品红溶液　⑥酸性高锰酸钾溶液

a．若Cl2过量：取适量D中溶液滴加至盛有________(选填一个序号)的试管内，再加入________(选填一个序号)试剂，实验现象是________________________。

b．若SO2过量：取适量D中溶液滴加至盛有________(选填一个序号)的试管内，实验现象是_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)另一小组设计如图所示的装置图(夹持和加热装置略去)，分别探究SO2和Cl2的性质。

①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？________(填“相同”或“不同”)。

②若装置B中装有5.0 mL 1.0 mol·L－1碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5.0×10－2 mol电子，该反应的化学方程式为____________________________。

(4)若由元素S和O组成－2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4∶3；当Cl2与含X的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式：______________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)气体发生装置B产生的气体经过饱和食盐水后才进入装置D，说明气体发生装置B产生的气体是Cl2，气体发生装置A产生的气体是SO2。

(2)a.若Cl2过量：取适量D中溶液滴加至盛有氯化亚铁溶液的试管内，再加入硫氰化钾溶液(或苯酚溶液)，溶液呈红色(或紫色)；

b．若SO2过量：取适量D中溶液滴加至盛有酸性高锰酸钾溶液的试管内，溶液变成无色。

答案：(1)SO2　(2)a.②　③(或④)　溶液呈红色(或紫色)　b．⑥　溶液变成无色

(3)①相同　②5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl

(4)S2O＋Cl2＋H2O===SO＋S↓＋2Cl－＋2H＋

19．(13分)较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。(假设实验中每步转化均是完全的)

已知：①NO2的沸点是21.1 ℃、熔点是－11 ℃；NO的沸点是－151 ℃、熔点是－164 ℃；②氮化镁遇水会发生水解。

回答下列问题：

(1)为达到上述实验目的，所选用仪器的正确连接方式是________(填字母)。

a．A→D→C→F→B→F→E

b．A→C→D→F→B→F→E

c．A→F→C→D→F→B→E

d．A→F→D→C→F→B→E

(2)确定还原产物中有NO2的现象是______________________________，实验中两次使用装置F，第二次使用装置F的作用是________________________________________________________________________。

(3)实验前需先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是__________________________，当______________时停止通入CO2。

(4)实验过程中，发现在装置D中产生预期现象的同时，装置C中溶液颜色慢慢褪去，试写出装置C中反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

(5)在装置A中反应开始时，某同学马上点燃装置B中的酒精灯，实验结束后通过测定发现装置B中的产品纯度不高，原因是________________________________(用化学方程式回答)。

(6)验证装置B中有氮化镁生成的方法是______________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

解析：(1)根据题意“一定浓度的硝酸与Mg反应，可同时得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成则气体呈红棕色，根据已知①NO2、NO的熔、沸点，在装置D中可将NO2冷凝为液态，可观察到装置D中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中酸性KMnO4溶液验证NO；根据已知②Mg3N2遇水会发生水解，与Mg反应的N2必须是干燥的，气体在进入装置B之前必须用浓硫酸干燥，且要防止H2O(g)进入制备Mg3N2的装置；则装置的连接顺序为A→D→C→F→B→F→E，选a。

(2)根据上述分析可知，确定还原产物中有NO2的现象是装置D中有红棕色液体生成。Mg3N2遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F的作用是干燥N2；第二次使用装置F的作用是防止装置E中H2O(g)进入装置B中，使Mg3N2不纯。

(3)由于NO能与O2反应生成NO2，会影响NO2、NO的验证，实验开始前要排尽装置中的空气，所以实验前先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是排尽装置内的空气，防止干扰实验；当观察到装置E中的Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入CO2。

(4)装置D中观察到有红棕色液体出现，装置C中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性KMnO4溶液将NO氧化成NO，同时MnO被还原成Mn2＋，反应可写成NO＋MnO―→NO＋Mn2＋，N元素的化合价由＋2价升至＋5价，Mn元素的化合价由＋7价降至＋2价，根据得失电子守恒配平为5NO＋3MnO―→5NO＋3Mn2＋，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式：5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。

(5)在A中反应开始时，马上点燃装置B中的酒精灯，Mg与CO2发生置换反应生成MgO和C，导致实验结束后装置B中制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。

(6)Mg3N2遇水发生水解生成Mg(OH)2和NH3，检验有Mg3N2生成只要检验装置B中固体中加水产生NH3即可，具体方法是取装置B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则装置B中有氮化镁生成。

答案：(1)a　(2)装置D中有红棕色液体生成　防止装置E中水蒸气进入装置B中，造成产物不纯　(3)排尽装置内的空气，防止干扰实验　装置E中产生白色沉淀

(4)5NO＋3MnO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2H2O

(5)CO2＋2Mg2MgO＋C　(6)取装置B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则装置B中有氮化镁生成

20．(14分)某小组在实验室使用软锰矿(主要成分为MnO2)和浓盐酸通过加热制备氯气，并对氯气的性质进行探究。

(1)写出实验室制氯气的化学方程式：__________________________________

________________________________________________________________________。

欲制取并收集一瓶干燥的氯气，则“制取→收集”的实验装置连接顺序为________→c →d→________→i→j→k。

(2)装置C 中饱和食盐水的作用是______________________________。

(3)该小组同学对氯气性质进行如下探究：

该小组的实验设计缺陷是________________________，改进的办法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)常温下，高锰酸钾固体和浓盐酸反应也可制得氯气，该反应的离子方程式为_____________________________________________________________

________________________________________________________________。

(5)某温度下，将Cl2通入NaOH 溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO－与ClO的浓度之比为1∶3，则Cl2与NaOH 溶液反应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为________。

解析：(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热的方法制取氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去杂质，氯气密度大于空气密度，用向上排空气法收集，尾气用氢氧化钠溶液吸收，所以正确的连接顺序为b→c→d→g→h→i→j→k。

(2)氯化氢极易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度较小，用饱和食盐水可以除去氯气中混有的氯化氢气体杂质。

(3)该实验能证明氯气的氧化性大于溴、碘，但不能证明溴的氧化性大于碘，要想探究卤素单质的氧化性强弱还需要补充一个实验：KI溶液＋溴水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色。

(4)常温下，高锰酸钾固体和浓盐酸反应制氯气的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑，改写为离子方程式为2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。

(5)Cl2生成ClO－与ClO是被氧化的过程，化合价分别由0价升高为＋1价和＋5价，ClO－与ClO的物质的量浓度之比为1∶3，则可设ClO－为1 mol, ClO为3 mol，被氧化的Cl共为4 mol，失去电子的总物质的量为1 mol×(1－0)＋3 mol×(5－0)＝16 mol，氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等，Cl2生成Cl－是被还原的过程，化合价由0价降低为－1价，得到电子的物质的量也应为16 mol，则被还原的Cl的物质的量为16 mol，所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为16 mol∶4 mol＝4∶1。

答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

b　g→h

(2)除去Cl2中混有的HCl杂质

(3)不能证明溴的氧化性强于碘　再做一组实验，步骤为向KI溶液中加入溴水，再加入1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

(4)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

(5)4∶1