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第五章 化工生产中的重要非金属（综合测评）-高一化学同步精品课堂（人教版必修第二册）
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
综合测评
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1．下列物质的使用不涉及化学变化的是( B )
A．“雷雨肥庄稼” B．液氨用作制冷剂
C．酸雨的形成 D．生石灰作干燥剂
解析：“雷雨肥庄稼”过程中氮气转化为NO，NO转化为NO2，NO2转化为硝酸和NO，属于化学变化，A错误；液氨用作制冷剂发生的是状态变化，属于物理变化，B正确；酸雨的形成过程中SO2转化为亚硫酸，亚硫酸转化为硫酸，发生的是化学变化，C错误；生石灰作干燥剂过程中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，是化学变化，D错误。
2．下列叙述不正确的是( C )
A．洒落的汞可用硫粉处理
B．浓硫酸可用铁制容器装
C．可用氨水清洗试管壁上的氧化铝
D．可用稀硝酸清洗试管壁上的银
解析：汞有毒，常温下能够与硫反应生成硫化汞，故洒落的汞可用硫粉处理，A项正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下能够使铁钝化，所以浓硫酸可用铁制容器装，B项正确；氨水为弱碱溶液，不能与氧化铝反应，C项错误；硝酸具有强氧化性，能够氧化单质银，所以可用稀硝酸清洗试管壁上的银，D项正确。
3．下列现象或事实不能用同一原理解释的是( C )
A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B．硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
D．SO2和Na2SO3溶液都能使氯水褪色
解析：浓硝酸和氯水中的次氯酸见光都易分解，须存放在棕色瓶中，A项不符合题意；硫化钠及亚硫酸钠都具有还原性，易被空气中的氧气氧化而变质，B项不符合题意；常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铂的活动性较弱，与浓硝酸不反应，不能用同一原理解释，C项符合题意；SO2和Na2SO3都具有还原性，都能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色，D项不符合题意。
4．下列有关C、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是( C )
A．NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体
B．SO2具有漂白性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．实验室可用NaOH溶液处理NO2和SO2废气
D．稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
解析：NaHCO3、(NH4)2CO3受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，(NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O，但Na2CO3受热难分解，A项错误；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色表现了SO2的还原性，B项错误；NO2、SO2均可与NaOH反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，C项正确；稀硫酸不能氧化木炭，D项错误。
5．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( D )
A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验
解析：A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。
6．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( D )
A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B．盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气
C．SO2能使品红溶液褪色，故CO2也能使品红溶液褪色
D．常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化
解析：A中CO2无还原性，不能使酸性KMnO4溶液褪色；B中金属与HNO3反应不产生H2；C中CO2无漂白性，不能使品红溶液褪色。
7．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的混合气体体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( D )
A．0.448 L B．0.224 L C．0.896 L D．0.672 L
解析：10 mL混合酸中含有n(H＋)＝0.01 L×2×4 mol·L－1＋0.01 L×2 mol·L－1＝0.1 mol，n(NO)＝0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol，由于铁过量，则发生反应：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则
3Fe＋2NO ＋ 8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
0．02 mol 0.08 mol 0.02 mol
反应后剩余n(H＋)＝0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol，
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
0.02 mol 0.01 mol
所以：n(NO)＋n(H2)＝0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol，
V(NO)＋V(H2)＝0.03 mol×22.4 L·mol－1＝0.672 L。
8．气体甲通入溶液乙中时，随着甲的通入，溶液乙的颜色逐渐褪去，下列说法正确的是( D )
A．气体甲一定具有漂白性
B．溶液乙褪色后，不可能再恢复原来的颜色
C．气体甲一定与溶液乙中的某种有色物质发生氧化还原反应
D．气体甲可能被溶液乙中的某些离子氧化
解析：若甲为HCl气体，乙为滴有酚酞的NaOH溶液，当甲通入乙中时，乙中的红色会褪去，但HCl并无漂白性；往上述实验后的溶液中再加入一定量NaOH，溶液的红色又会恢复，故A、B不正确；若甲为SO2，乙为品红溶液，溶液褪色并未发生氧化还原反应，故C不正确；若甲为SO2，乙为KMnO4溶液，因KMnO4氧化SO2而转化为无色的Mn2＋，故D正确。
9．下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( D )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
SO2有漂白性
SO2可使溴水褪色
B
SiO2有导电性
SiO2可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥H2和CO
D
Fe3＋有氧化性
FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
解析：SO2使溴水褪色是SO2与溴水发生氧化还原反应的结果，A项错误；SiO2不导电，B项错误；浓硫酸可干燥气体，是因为它有吸水性，与氧化性无关，C项错误；Fe3＋有氧化性，与Cu发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，故D项正确。
10．用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是( C )
A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2
B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性
C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂
D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强
解析：SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，A项正确；SO2使溴水褪色，发生的反应为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，SO2表现还原性，B项正确；烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，说明反应生成了硫单质和SO2，Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂，C项错误；品红溶液②不褪色说明无SO2，Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明SO2通入NaHCO3饱和溶液生成了CO2，依据强酸制弱酸原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。
11．下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( D )
A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明两者均有氧化性
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
C．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，液面均迅速上升，说明两者均易溶于水
解析：SO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应，只能证明SO2具有漂白性，并不是其氧化性的体现，A项错误；若溶液中含SO，NO在酸性溶液中具有强氧化性，能够将SO氧化为SO，B项错误；铁与稀硝酸发生的不是置换反应，属于较复杂的氧化还原反应，C项错误。
12．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( C )
A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入CO2
D．用Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3并能判断硅酸与碳酸的酸性强弱
13．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( C )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为 V L。又O2和NO2的体积比为1∶4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为 V L÷22.4 L·mol－1＝ V mol，所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L＝ mol·L－1。
14．0.3 mol Cu2S跟HNO3溶液恰好完全反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO2、NO和H2O，则未被还原的HNO3的物质的量是( B )
A．1.0 mol B．1.2 mol
C．0.3 mol D．2.2 mol
解析：根据原子守恒可知，未被还原的HNO3中氮原子的物质的量＝反应后硝酸铜中氮原子的物质的量。由Cu2S～2Cu(NO3)2得，n[Cu(NO3)2]＝0.6 mol，所以未被还原的HNO3的物质的量是1.2 mol。
15．某澄清溶液，可能含有NH、Na＋、Cl－、CO、I－中的一种或几种，现做如下实验：①通入足量氯气，溶液变为棕黄色，滴加淀粉后溶液显蓝色；
②加入BaCl2有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀完全溶解，并有气体生成；
③用铂丝蘸取少量溶液置于无色酒精灯火焰中灼烧，火焰的颜色呈黄色；
④加入NaOH溶液并加热，没有任何现象。下列关于该澄清溶液的说法中错误的是( B )
A．一定含有I－ B．CO的存在不能确定
C．一定不含NH D．一定含有Na＋
解析：由①的实验现象确定溶液中含有I－；由②确定一定含有CO；由③确定一定含有Na＋；由④知一定不含NH。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
ABCD
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是 。
②在工业生产中B气体的大量排放被雨水吸收后形成 而污染了环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是A ;C 。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式: 。该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
答案:(1)①H2SO4 ②酸雨
(2)①N2 NO2 ②Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
解析:(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则B是SO2,A是单质S,C是SO3,D是H2SO4;若大量排放SO2,则会形成酸雨。
(2)若C是红棕色气体,则C为NO2,B为NO,A为N2,D为HNO3,浓硝酸可与Cu反应:4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,此反应有化合价升降变化,属于氧化还原反应。
17.(10分)X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体。已知:X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收;X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的物质;Y是一种单质,它的水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应;W气体的水溶液能使酚酞溶液变红色。
请回答下列问题:
(1)X、Y两种气体按物质的量之比1∶1在水溶液中能发生反应,离子方程式为 。
(2)科学家发现,Z在催化剂条件下能与W反应,反应产物中的单质应是 (填化学式);该反应是氧化还原反应,则其中的氧化剂是 (填化学式)。
(3)在Z与水的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)检验W气体的方法是 。
答案:(1)Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
(2)N2 NO2
(3)1∶2
(4)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝,证明该气体为NH3
解析:X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体,X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收;X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的物质,则X是二氧化硫;Y是一种单质,它的水溶液具有漂白作用,则Y是氯气;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应,则Z是二氧化氮;W气体的水溶液能使酚酞溶液变红色,说明W气体为碱性气体,则为氨气。
18.(12分)硝酸是极其重要的化工原料,工业上将NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。
请回答下列问题:
(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)。
①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 。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
③浸有NaOH溶液的棉花团的作用是 。
④打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,关闭K2、K3,长玻璃管中并未充满液体。检验长玻璃管中的气体是否含NO的操作是 。
答案:(1)4NO2+O2+2H2O4HNO3(或3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2)
(2)①U形管右侧胶塞下沿 U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝(至少答三点)
②2H2O22H2O+O2↑
③吸收氮氧化物,防止污染环境
④再打开K3,若观察到长玻璃管中的气体迅速变为红棕色,则证明余气中含NO,若无颜色变化,则证明不含NO(其他合理答案也可)
解析:装置Ⅰ是铜与稀硝酸的反应装置,因氮的氧化物会污染空气,故用浸有NaOH溶液的棉花团吸收氮氧化物。装置Ⅱ是NO、O2和H2O的反应装置,石蕊溶液用来检验生成的硝酸。装置Ⅲ是制备O2的装置。检验NO的方法是使其与氧气接触,观察是否有红棕色气体生成。
19.(10分)某化学兴趣小组用图1装置探究二氧化硫的性质:
图1 图2
(1)图1中倒扣漏斗的作用是 。
(2)将SO2气体分别通入下列X溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊溶液中,现象是 ,继续通入SO2气体,现象是 。
②SO2通入酸性KMnO4溶液中,现象是 。
③SO2慢慢通入澄清石灰水中,现象是 。
(3)某同学制取的SO2气体中混有CO2气体,请你设计实验证明混合气体中既有SO2气体,又有CO2气体。可以选择图2洗气装置设计实验。洗气装置中的溶液是A.浓硫酸、B.氢氧化钠溶液、C.硫酸铜溶液、D.品红溶液、E.澄清石灰水、F.酸性高锰酸钾溶液、G.碳酸氢钠溶液。为达到实验目的,上述装置所装试剂的连接顺序是 (用字母表示,所给试剂可以重复使用,有些试剂也可以不用)。
答案:(1)防止倒吸
(2)①紫色溶液变为红色 红色不褪去(或溶液颜色无变化) ②溶液的紫红色褪去 ③首先有白色沉淀生成,然后白色沉淀消失
(3)DFDE
解析:(1)图1中倒扣漏斗的作用是防止倒吸。
(2)①SO2溶于水生成亚硫酸,溶液显酸性,所以溶液显红色。由于SO2不能使酸碱指示剂褪色,所以继续通入SO2溶液的颜色不会变化。②SO2具有还原性,高锰酸钾具有氧化性,两者发生氧化还原反应,所以溶液的紫红色会褪去。③SO2是酸性氧化物,与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙白色沉淀和水。继续通入SO2,白色沉淀溶解。(3)检验SO2一般用品红溶液,检验CO2一般用澄清石灰水。由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以先检验SO2,且在气体通入澄清石灰水之前,还应除去SO2,除去SO2用酸性高锰酸钾溶液,再用品红溶液来检验SO2是否除尽。
20.(13分)某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取NH3并验证NH3的某些性质,同时收集少量纯净的氮气。
请回答下列问题:
(1)用生石灰和浓氨水制NH3的原理为 。
(2)实验进行一段时间后,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为紫红色,盛有无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式: ,这个反应说明NH3具有 (填字母)。
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是 。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是 (填字母)。
A.排空气法
B.排水法
C.用气囊收集
(5)装置E的作用是 ,装置F的作用是 。E中的碱石灰 (填“能”或“不能”)换成CaCl2。
答案:(1)生石灰与水反应放出大量的热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高,NH3的溶解度减小,促使NH3逸出
(2)3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 B
(3)吸收氨,防止污染环境
(4)C
(5)吸收水蒸气,干燥NH3 检验是否有水生成 不能
解析: A、B制取NH3E干燥NH3CNH3与CuO反应F检验生成的H2O
D除去多余的NH3
(1)CaO与浓氨水中的水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高,NH3的溶解度减小,从而使NH3逸出。
(2)CuO转变为Cu,NH3转变为N2,同时有H2O生成,在该反应中CuO得到电子,NH3失去电子,NH3表现还原性。
(3)没有反应的NH3被浓硫酸吸收,防止NH3逸出而污染环境。
(5)E中盛放的是碱石灰,其作用是吸收NH3中的水蒸气。无水硫酸铜与H2O反应出现蓝色,所以用CuSO4检验CuO与NH3反应是否有水生成,由于CaCl2能与NH3反应,故不能将碱石灰换为CaCl2。
第五章 化工生产中的重要非金属元素
综合测评
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1．下列物质的使用不涉及化学变化的是( B )
A．“雷雨肥庄稼” B．液氨用作制冷剂
C．酸雨的形成 D．生石灰作干燥剂
解析：“雷雨肥庄稼”过程中氮气转化为NO，NO转化为NO2，NO2转化为硝酸和NO，属于化学变化，A错误；液氨用作制冷剂发生的是状态变化，属于物理变化，B正确；酸雨的形成过程中SO2转化为亚硫酸，亚硫酸转化为硫酸，发生的是化学变化，C错误；生石灰作干燥剂过程中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，是化学变化，D错误。
2．下列叙述不正确的是( C )
A．洒落的汞可用硫粉处理
B．浓硫酸可用铁制容器装
C．可用氨水清洗试管壁上的氧化铝
D．可用稀硝酸清洗试管壁上的银
解析：汞有毒，常温下能够与硫反应生成硫化汞，故洒落的汞可用硫粉处理，A项正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下能够使铁钝化，所以浓硫酸可用铁制容器装，B项正确；氨水为弱碱溶液，不能与氧化铝反应，C项错误；硝酸具有强氧化性，能够氧化单质银，所以可用稀硝酸清洗试管壁上的银，D项正确。
3．下列现象或事实不能用同一原理解释的是( C )
A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存
B．硫化钠和亚硫酸钠固体长期暴露在空气中变质
C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
D．SO2和Na2SO3溶液都能使氯水褪色
解析：浓硝酸和氯水中的次氯酸见光都易分解，须存放在棕色瓶中，A项不符合题意；硫化钠及亚硫酸钠都具有还原性，易被空气中的氧气氧化而变质，B项不符合题意；常温下铁遇浓硝酸发生钝化，铂的活动性较弱，与浓硝酸不反应，不能用同一原理解释，C项符合题意；SO2和Na2SO3都具有还原性，都能与氯水发生氧化还原反应使氯水褪色，D项不符合题意。
4．下列有关C、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是( C )
A．NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体
B．SO2具有漂白性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．实验室可用NaOH溶液处理NO2和SO2废气
D．稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
解析：NaHCO3、(NH4)2CO3受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，(NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O，但Na2CO3受热难分解，A项错误；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色表现了SO2的还原性，B项错误；NO2、SO2均可与NaOH反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，C项正确；稀硫酸不能氧化木炭，D项错误。
5．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( D )
A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验
解析：A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。
6．类推思想在化学学习与研究中经常被采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( D )
A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B．盐酸与镁反应生成氢气，故硝酸与镁反应也生成氢气
C．SO2能使品红溶液褪色，故CO2也能使品红溶液褪色
D．常温下浓硫酸能使铁和铝钝化，故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化
解析：A中CO2无还原性，不能使酸性KMnO4溶液褪色；B中金属与HNO3反应不产生H2；C中CO2无漂白性，不能使品红溶液褪色。
7．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的混合气体体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( D )
A．0.448 L B．0.224 L C．0.896 L D．0.672 L
解析：10 mL混合酸中含有n(H＋)＝0.01 L×2×4 mol·L－1＋0.01 L×2 mol·L－1＝0.1 mol，n(NO)＝0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol，由于铁过量，则发生反应：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则
3Fe＋2NO ＋ 8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
0．02 mol 0.08 mol 0.02 mol
反应后剩余n(H＋)＝0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol，
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
0.02 mol 0.01 mol
所以：n(NO)＋n(H2)＝0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol，
V(NO)＋V(H2)＝0.03 mol×22.4 L·mol－1＝0.672 L。
8．气体甲通入溶液乙中时，随着甲的通入，溶液乙的颜色逐渐褪去，下列说法正确的是( D )
A．气体甲一定具有漂白性
B．溶液乙褪色后，不可能再恢复原来的颜色
C．气体甲一定与溶液乙中的某种有色物质发生氧化还原反应
D．气体甲可能被溶液乙中的某些离子氧化
解析：若甲为HCl气体，乙为滴有酚酞的NaOH溶液，当甲通入乙中时，乙中的红色会褪去，但HCl并无漂白性；往上述实验后的溶液中再加入一定量NaOH，溶液的红色又会恢复，故A、B不正确；若甲为SO2，乙为品红溶液，溶液褪色并未发生氧化还原反应，故C不正确；若甲为SO2，乙为KMnO4溶液，因KMnO4氧化SO2而转化为无色的Mn2＋，故D正确。
9．下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( D )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
SO2有漂白性
SO2可使溴水褪色
B
SiO2有导电性
SiO2可用于制备光导纤维
C
浓硫酸有强氧化性
浓硫酸可用于干燥H2和CO
D
Fe3＋有氧化性
FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
解析：SO2使溴水褪色是SO2与溴水发生氧化还原反应的结果，A项错误；SiO2不导电，B项错误；浓硫酸可干燥气体，是因为它有吸水性，与氧化性无关，C项错误；Fe3＋有氧化性，与Cu发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，故D项正确。
10．用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是( C )
A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2
B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性
C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂
D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强
解析：SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，A项正确；SO2使溴水褪色，发生的反应为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，SO2表现还原性，B项正确；烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，说明反应生成了硫单质和SO2，Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂，C项错误；品红溶液②不褪色说明无SO2，Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明SO2通入NaHCO3饱和溶液生成了CO2，依据强酸制弱酸原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。
11．下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( D )
A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明两者均有氧化性
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
C．Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，液面均迅速上升，说明两者均易溶于水
解析：SO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应，只能证明SO2具有漂白性，并不是其氧化性的体现，A项错误；若溶液中含SO，NO在酸性溶液中具有强氧化性，能够将SO氧化为SO，B项错误；铁与稀硝酸发生的不是置换反应，属于较复杂的氧化还原反应，C项错误。
12．下列有关硅及其化合物的说法正确的是( C )
A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入CO2
D．用Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3并能判断硅酸与碳酸的酸性强弱
13．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( C )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为 V L。又O2和NO2的体积比为1∶4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为 V L÷22.4 L·mol－1＝ V mol，所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L＝ mol·L－1。
14．0.3 mol Cu2S跟HNO3溶液恰好完全反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO2、NO和H2O，则未被还原的HNO3的物质的量是( B )
A．1.0 mol B．1.2 mol
C．0.3 mol D．2.2 mol
解析：根据原子守恒可知，未被还原的HNO3中氮原子的物质的量＝反应后硝酸铜中氮原子的物质的量。由Cu2S～2Cu(NO3)2得，n[Cu(NO3)2]＝0.6 mol，所以未被还原的HNO3的物质的量是1.2 mol。
15．某澄清溶液，可能含有NH、Na＋、Cl－、CO、I－中的一种或几种，现做如下实验：①通入足量氯气，溶液变为棕黄色，滴加淀粉后溶液显蓝色；
②加入BaCl2有白色沉淀生成，再加入足量盐酸后，沉淀完全溶解，并有气体生成；
③用铂丝蘸取少量溶液置于无色酒精灯火焰中灼烧，火焰的颜色呈黄色；
④加入NaOH溶液并加热，没有任何现象。下列关于该澄清溶液的说法中错误的是( B )
A．一定含有I－ B．CO的存在不能确定
C．一定不含NH D．一定含有Na＋
解析：由①的实验现象确定溶液中含有I－；由②确定一定含有CO；由③确定一定含有Na＋；由④知一定不含NH。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
ABCD
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是 。
②在工业生产中B气体的大量排放被雨水吸收后形成 而污染了环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是A ;C 。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式: 。该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
答案:(1)①H2SO4 ②酸雨
(2)①N2 NO2 ②Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
解析:(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则B是SO2,A是单质S,C是SO3,D是H2SO4;若大量排放SO2,则会形成酸雨。
(2)若C是红棕色气体,则C为NO2,B为NO,A为N2,D为HNO3,浓硝酸可与Cu反应:4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,此反应有化合价升降变化,属于氧化还原反应。
17.(10分)X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体。已知:X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收;X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的物质;Y是一种单质,它的水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应;W气体的水溶液能使酚酞溶液变红色。
请回答下列问题:
(1)X、Y两种气体按物质的量之比1∶1在水溶液中能发生反应,离子方程式为 。
(2)科学家发现,Z在催化剂条件下能与W反应,反应产物中的单质应是 (填化学式);该反应是氧化还原反应,则其中的氧化剂是 (填化学式)。
(3)在Z与水的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)检验W气体的方法是 。
答案:(1)Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
(2)N2 NO2
(3)1∶2
(4)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝,证明该气体为NH3
解析:X、Y、Z、W是中学化学中常见的四种气体,X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收;X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的物质,则X是二氧化硫;Y是一种单质,它的水溶液具有漂白作用,则Y是氯气;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应,则Z是二氧化氮;W气体的水溶液能使酚酞溶液变红色,说明W气体为碱性气体,则为氨气。
18.(12分)硝酸是极其重要的化工原料,工业上将NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。
请回答下列问题:
(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)。
①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 。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
③浸有NaOH溶液的棉花团的作用是 。
④打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,关闭K2、K3,长玻璃管中并未充满液体。检验长玻璃管中的气体是否含NO的操作是 。
答案:(1)4NO2+O2+2H2O4HNO3(或3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2)
(2)①U形管右侧胶塞下沿 U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝(至少答三点)
②2H2O22H2O+O2↑
③吸收氮氧化物,防止污染环境
④再打开K3,若观察到长玻璃管中的气体迅速变为红棕色,则证明余气中含NO,若无颜色变化,则证明不含NO(其他合理答案也可)
解析:装置Ⅰ是铜与稀硝酸的反应装置,因氮的氧化物会污染空气,故用浸有NaOH溶液的棉花团吸收氮氧化物。装置Ⅱ是NO、O2和H2O的反应装置,石蕊溶液用来检验生成的硝酸。装置Ⅲ是制备O2的装置。检验NO的方法是使其与氧气接触,观察是否有红棕色气体生成。
19.(10分)某化学兴趣小组用图1装置探究二氧化硫的性质:
图1 图2
(1)图1中倒扣漏斗的作用是 。
(2)将SO2气体分别通入下列X溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊溶液中,现象是 ,继续通入SO2气体,现象是 。
②SO2通入酸性KMnO4溶液中,现象是 。
③SO2慢慢通入澄清石灰水中,现象是 。
(3)某同学制取的SO2气体中混有CO2气体,请你设计实验证明混合气体中既有SO2气体,又有CO2气体。可以选择图2洗气装置设计实验。洗气装置中的溶液是A.浓硫酸、B.氢氧化钠溶液、C.硫酸铜溶液、D.品红溶液、E.澄清石灰水、F.酸性高锰酸钾溶液、G.碳酸氢钠溶液。为达到实验目的,上述装置所装试剂的连接顺序是 (用字母表示,所给试剂可以重复使用,有些试剂也可以不用)。
答案:(1)防止倒吸
(2)①紫色溶液变为红色 红色不褪去(或溶液颜色无变化) ②溶液的紫红色褪去 ③首先有白色沉淀生成,然后白色沉淀消失
(3)DFDE
解析:(1)图1中倒扣漏斗的作用是防止倒吸。
(2)①SO2溶于水生成亚硫酸,溶液显酸性,所以溶液显红色。由于SO2不能使酸碱指示剂褪色,所以继续通入SO2溶液的颜色不会变化。②SO2具有还原性,高锰酸钾具有氧化性,两者发生氧化还原反应,所以溶液的紫红色会褪去。③SO2是酸性氧化物,与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙白色沉淀和水。继续通入SO2,白色沉淀溶解。(3)检验SO2一般用品红溶液,检验CO2一般用澄清石灰水。由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊,所以先检验SO2,且在气体通入澄清石灰水之前,还应除去SO2,除去SO2用酸性高锰酸钾溶液,再用品红溶液来检验SO2是否除尽。
20.(13分)某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取NH3并验证NH3的某些性质,同时收集少量纯净的氮气。
请回答下列问题:
(1)用生石灰和浓氨水制NH3的原理为 。
(2)实验进行一段时间后,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为紫红色,盛有无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式: ,这个反应说明NH3具有 (填字母)。
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是 。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是 (填字母)。
A.排空气法
B.排水法
C.用气囊收集
(5)装置E的作用是 ,装置F的作用是 。E中的碱石灰 (填“能”或“不能”)换成CaCl2。
答案:(1)生石灰与水反应放出大量的热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高,NH3的溶解度减小,促使NH3逸出
(2)3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 B
(3)吸收氨,防止污染环境
(4)C
(5)吸收水蒸气,干燥NH3 检验是否有水生成 不能
解析: A、B制取NH3E干燥NH3CNH3与CuO反应F检验生成的H2O
D除去多余的NH3
(1)CaO与浓氨水中的水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高,NH3的溶解度减小,从而使NH3逸出。
(2)CuO转变为Cu,NH3转变为N2,同时有H2O生成,在该反应中CuO得到电子,NH3失去电子,NH3表现还原性。
(3)没有反应的NH3被浓硫酸吸收,防止NH3逸出而污染环境。
(5)E中盛放的是碱石灰,其作用是吸收NH3中的水蒸气。无水硫酸铜与H2O反应出现蓝色,所以用CuSO4检验CuO与NH3反应是否有水生成,由于CaCl2能与NH3反应,故不能将碱石灰换为CaCl2。
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