第四节　非金属硫、氮及其化合物 （实战演练）【高考引领教学】2023届高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）（解析版）

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 第四节　非金属硫、氮及其化合物 课时作业 一、选择题1.（2022·四川攀枝花市·高三二模）下列实验方案最合理的是(　　)【答案】B解析:A项：Cl2的密度比空气大,应用向上排空气法收集,A项错误;B项：浓氨水滴入CaO中,CaO与水反应放热,NH3·H2O受热分解并挥发出NH3,可以制取NH3,B项正确;C项：NO2能与水反应,不能用排水法收集,C项错误;D项：Na2O2为粉末状固体,不能用类似启普发生器的装置制取O2,D项错误。2．化学与生产、生活密切相关，下列叙述错误的是（  ）A．石灰石可用作燃煤的脱硫剂 B．过氧化氢溶液可用作医用消毒剂C．碳酸钡可用作胃肠X射线透视的造影剂 D．硫化钠可用作去除废水中Pb2+的沉淀剂【答案】C【解析】A项：高温下石灰石和二氧化硫反应，最终转化为硫酸钙，因此可用作燃煤的脱硫剂，A正确；B项：过氧化氢溶液具有强氧化性，可用作医用消毒剂，B正确；C项：碳酸钡不溶于水，但可溶于酸，不能用作胃肠X射线透视的造影剂，应该是硫酸钡，C错误；D项：PbS不溶于水也不溶于酸，硫化钠可用作去除废水中Pb2+的沉淀剂，D正确；答案选C。3．（2022·山东日照市·高三三模）用下图所示装置探究某浓度浓硝酸与铁的反应。装置①中Fe表面产生红棕色气泡，过一会儿停止；装置②插入铜连接导线一段时间后，Fe表面产生红棕色气泡，而后停止；随即又产生红棕色气泡，而后停止，……，如此往复多次；Cu表面始终有红棕色气泡。下列说法正确的是 A．①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化为Fe2O3B．②中连接导线后，体系形成了原电池，Cu始终为负极C．②中Fe表面产生红棕色气泡时，Fe为负极D．Cu表面发生的反应只有：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O、NO+2H++e-=NO2↑+H2O【答案】C【解析】由题给信息可知，图②中的铁刚开始就覆盖着钝化生成的氧化膜，插入铜连接导线后，由于铁表面已钝化，此时铜为负极，铁为正极，随着铁表面的氧化物被还原溶解后，铁重新为负极，铜为正极，然后铁表面再次发生钝化，如此往复多次。A项：①中现象说明该浓硝酸具有强氧化性，能将Fe钝化，形成的致密氧化膜成分复杂，不能仅用Fe2O3表示，故A错误；B项：②中连接导线后，体系形成了原电池，当铁表面无红棕色气体时，铁为负极，Cu为正极，故B错误；C项：②中Fe表面产生红棕色气泡时，说明氧化层逐渐被还原而溶解后，使Fe与浓硝酸接触，Fe失电子作负极，故C正确；D项：Cu作正极时，Cu表面电极反应式为：NO+2H++e-=NO2↑+H2O，Cu作负极时，Cu表面电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，电池总反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O，故D错误；故选C。4．（2021·上海高三二模）天然气是应用广泛的燃料，但含有少量的H2S气体。在酸性溶液中利用硫杆菌可实现天然气的脱硫，其原理如图所示，下列说法正确的是A．过程甲中的离子方程式为：B．FeSO4为该脱硫过程的催化剂C．过程乙中每4molFe2+参加反应，需消耗22.4L的O2D．脱硫过程中O2间接氧化H2S【答案】D【解析】A项：Fe2(SO4)3和H2S发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁、硫单质，H2S只能写成分子式，故离子反应方程式为，故A错误；B项：脱硫过程中硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，是还原剂，故B错误；C项：硫酸亚铁在酸性条件下被氧气氧化生成硫酸铁和水故离子反应方程式为， 故有4mol亚铁离子参加反应时消耗1mol氧气，但是这里条件未给标况，所以不能代入气体摩尔体积22.4mol/L，无法计算氧气的体积，故C错误；D项：脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，脱硫过程O2间接氧化H2S，故D正确；答案选D。5．（2022·安徽黄山市·高三二模）将反应2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑的气体产物通入BaCl2溶液，下列描述正确的是A．没有沉淀 B．有BaSO4沉淀C．有BaSO3沉淀 D．有BaSO4和BaSO3沉淀【答案】B【解析】硫酸亚铁分解生成的气体是二氧化硫和三氧化硫，三氧化硫溶于水生成硫酸，在硫酸溶液中二氧化溶解度小，二氧化硫逸出，硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀。答案选B。6．（2021·北京高三一模）铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是A．反应过程中，试管Ⅰ中出现灰黑色固体是Cu2OB．反应结束后，为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水C．若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液，可观察到溶液由紫色褪为无色D．为验证气体产物具有还原性，试管Ⅱ盛放酸性KMnO4溶液【答案】D【解析】A项：黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S，Cu2O为砖红色，A错误；B项：反应结束后，混合物中还有浓硫酸，为观察溶液颜色，需将试管中溶液缓缓加入盛有水的烧杯中，以防止液体飞溅，B错误；C项：SO2溶于水呈酸性，若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液，可观察到紫色变为红色，但SO2不能漂白石蕊，故不能褪色，C错误；D项：试管Ⅱ可盛放酸性KMnO4，酸性KMnO4褪色，说明SO2被KMnO4氧化，可验证气体产物具有还原性，D正确；故选D。7．（2022·陕西咸阳市·高三二模）实验小组设计图所示装置，验证SO2性质，对实验现象分析不正确的是A．试管内Br2的CCl4溶液褪色，说明SO2具有还原性B．一段时间后试管内有白色沉淀，说明SO2与BaCl2反应生成BaSO3C．试管中的红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性D．滴有酚酞的NaOH溶液红色变浅，说明SO2能与碱溶液反应【答案】B【解析】A项：试管内Br2的CCl4溶液褪色，则SO2和Br2发生氧化还原反应，则说明SO2具有还原性，故A正确；B项：一段时间后试管内有白色沉淀，说明SO2和Br2发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，硫酸和与BaCl2反应生成BaSO4，故B错误；C项：SO2有漂白性，根据试管中的红色花瓣褪色，说明SO2具有漂白性，故C正确；D项：滴有酚酞的NaOH溶液红色变浅，NaOH物质的量减少，则说明SO2能与碱溶液反应，故D正确。综上所述，答案为B。8．（2022·北京高三一模）我国古代有“银针验毒”的记载，古时候制成的砒霜中含大量的硫化物，银针插入含砒霜的食物中会发生反应：(黑色)；用过的银针放入盛有饱和氯化钠溶液的铝制容器中浸泡可复原，下列说法中不正确的是A．反应中Ag和H2S均是还原剂B．上述原理是通过银针颜色变化来判断食物是否有毒C．银针复原用到了原电池反应原理D．每生成1mol Ag2S，反应转移2mol e－【答案】A【解析】A项：反应中Ag化合价升高，是还原剂，H2S中化合价未变，既不是还原剂也不是氧化剂，故A错误；B项：砒霜中含大量的硫化物，银针插入变为黑色，因此可以通过银针颜色变化来判断食物是否有毒，故B正确；C项：银针复原是Al—Ag2S—饱和食盐水的原电池反应原理，Al做负极，Ag2S做正极，故C正确；D项：该反应方程式是2molAg失去2mol电子变为1mol Ag2S，因此每生成1mol Ag2S，反应转移2mol e－，故D正确。综上所述，答案为A。9．（2022·北京高三一模）“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是A．加热时，①中上部汇集了固体B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应【答案】A【解析】A项：加热氯化铵分解，在上方HCl与氨气化合生成氯化铵，则①中封管内固体由下方转移到上方，A正确；B项：氨气的水溶液显碱性，加热时氨气逸出，酚酞溶液褪色，冷却时氨气溶于酚酞溶液，溶液显红色，B错误；C项：二氧化硫可使品红褪色，化合生成无色物质，加热可分解，则加热时，③中溶液变红，冷却后红色褪去，C错误；D项：可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，D错误；综上所述答案为A。10．（2022·河北唐山市·高三三模）工业上利用对烟道气进行脱硝(除氮氧化物)的技术具有效率高、性能可靠的优势。技术的原理为和在催化剂()表面转化为和，反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．总反应方程式为B．是脱硝反应的催化剂C．升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度D．决定反应速率的步骤是“的转化”【答案】A【解析】A项：由已知SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂(MnO2)表面转化为N2和H2O，可知总反应的方程式为6NO+4NH35N2+6H2O，A正确； B项：观察相对能量-反应进程曲线知，NH3吸附在催化剂表面后，经过一定的反应形成了NH2NO，NH2NO又经过反应得到N2和H2O，所以NH2NO是脱硝反应的活性中间体，B错误；C项：起始相对能量高于终态，说明这是一个放热反应，升高温度平衡会逆向移动，所以升高温度后，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C错误；D项：相对能量-反应进程曲线表明，全过程只有H的移除过程势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中最慢的，决定了反应的速率，是总反应的速控步骤，D错误；故答案为：D。11．（2022·河北石家庄市·高三二模）氮是生命的基础，氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸，其热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-904kJ·mol-1。生产硝酸的尾气中主要含有NO、NO2等大气污染物，可用石灰浆等碱性溶液吸收处理，并得到Ca(NO3)2、Ca(NO2)2等化工产品。下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A．N2不溶于水，可用作保护气B．NH3具有还原性，可用作制冷剂C．KNO3具有氧化性，可用于制黑火药D．NH4Cl受热易分解，可用于制造化肥【答案】C【解析】A项：N2化学性质比较稳定，可用作保护气，选项中性质与用途不具有对应关系，A不符题意；B项：NH3易液化，液氨挥发吸收大量的热，可作制冷剂，选项中性质与用途不具有对应关系，B不符题意；C项：黑火药发生爆炸发生的反应为S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，N元素化合价降低，被还原，KNO3作氧化剂，即KNO3具有氧化性，可用于制黑火药，选项中性质与用途具有对应关系，C符题意；D项：氮元素是农作物生长必须元素，铵根离子容易被植物吸收，因此NH4Cl可用于制造化肥，选项中性质与用途不具有对应关系，D不符题意；答案选C。12．（2022·江苏盐城市·高三三模）下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是A．①和②均属于氮的固定B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环C．④中每生成1molNO，消耗2molO2D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化【答案】D【解析】A项：氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；B项：由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；C项：反应④是O2将NH3氧化为，N元素化合价由-3价升高到+5价，失去8个电子，即1 mol生成失去电子8 mol，失去的电子被O2得到，根据转移电子关系O2~4e-，知得8 mol电子需要2 mol O2，C正确；D项：反应③中NO被氧化为，氮元素被氧化，反应⑤中被还原为N2，氮元素被还原，D错误；故答案选D。13．（2022·辽宁高三一模）已知.图中装置不能达到相应实验目的的是ABCD  生成NO2收集NO2吸收NO2尾气使NO2充分转化为HNO3A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A项：浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、水和NO2，A正确；B项：NO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即长进短出，B错误；C项：根据题目所给信息可知NO2可以和NaOH溶液反应得到可溶性盐，所以可以用NaOH溶液处理尾气，C正确；D项：试管中发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，可以使使NO2充分转化为HNO3，D正确；综上所述答案为B。14．（2022·江苏南京市·高三三模）氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是A．甲装置中的固体可以是NaOH或CaOB．乙装置中的干燥剂可以是碱石灰C．丙中发生的反应是4NH3＋5O24NO＋6H2OD．若戊中观察到紫色溶液变红，则说明已制得HNO3【答案】A【解析】甲中浓氨水用于制备氨气，经过干燥后在丙中发生氨气的催化氧化，因此甲中需要同时提供氨气和氧气，则X为过氧化钠，丙中氨气、氧气在催化作用下发生反应生成一氧化氮，一氧化氮可生成二氧化氮，过量的氧气与二氧化氮在戊中可生成硝酸，己为尾气吸收装置。A项：甲装置需要提供氨气和氧气，如果甲装置中的固体是NaOH或CaO ，只能提供氨气，不能提供氧气，X应为过氧化钠等，故A错误；B项：乙用于干燥氨气、氧气，可用碱石灰干燥，故B正确；C项：加热条件下，氨气与氧气在催化条件下反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为4NH３+5O24NO+6H2O，故C正确；D项：戊中观察到紫色溶液变红，说明生成了酸性物质，可以说明二氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，故D正确；故选A。二、主观题13．（2021·河北张家口市·高三三模）硫酸锰晶体()是重要的微量元素肥料之一。某兴趣小组在实验室中探究用软锰矿(主要成分为，含有少量、、等杂质制取硫酸锰晶体，其具体流程如下：已知：①反应原理为：；②难溶于水。(1)滤渣2主要成分是，步骤②中的稀硫酸的作用是________。(2)步骤③中采用硫酸和草酸晶体溶解，草酸晶体的作用是________；配制硫酸时，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要________。将滤渣2置于烧杯中，先加入稀硫酸，将溶液稍加热后，在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体，直至烧杯中的固体全部溶解。在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体的理由是________。(3)步骤④的具体实验操作有________，经洗涤后干燥得到晶体。(4)兴趣小组同学拟继续研究硫酸锰的高温分解的固体产物，经查资料可知：硫酸锰晶体高温下分解产物为、、，及水蒸气。为了确定的化学式，采用下面装置进行测定(已知：的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃)。①装置中吸收的气体为________。②实验自始至终均需通入，其目的是________。③若起始时，在装置A中加入，充分反应后，测得装置C增重6.4g，则的化学式为________。【答案】(1)除去    (2)做还原剂，将MnO2还原为Mn2+    100mL容量瓶、胶头滴管    防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行，并防止草酸过量引入杂质    (3)加热浓缩、冷却结晶、过滤    (4)①SO2    ②排出装置中的空气，并将生成的气体全部赶至后面装置吸收    ③Mn3O4    【解析】由题给流程可知，向软锰矿中加入氢氧化钠溶液，酸性氧化物二氧化硅和两性氧化物氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成硅酸钠和偏铝酸钠，二氧化锰和氧化铁不溶解，则滤渣1为二氧化锰和氧化铁；向滤渣1中加入稀硫酸，碱性氧化物氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁，二氧化锰不溶解，则滤渣2为二氧化锰；向滤渣2加入稀硫酸和草酸晶体，酸性条件下二氧化锰和草酸发生氧化还原反应生成硫酸锰，硫酸锰溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MnSO4·7H2O晶体。（1）步骤②为向滤渣1中加入稀硫酸，碱性氧化物氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁，二氧化锰不溶解，则稀硫酸的作用是溶解除去Fe2O3，故答案为：除去Fe2O3；（2）步骤③为向滤渣2加入6.0mol/L硫酸和草酸晶体，酸性条件下二氧化锰和草酸发生氧化还原反应生成，反应中二氧化锰做氧化剂，草酸做还原剂，将MnO2还原为Mn2+；配制100mL6.0mol/L硫酸时用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管；由题意可知MnC2O4难溶于水，溶解二氧化锰过程中，为防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行和草酸过量引入新杂质，应先加入稀硫酸，将溶液稍加热后，在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体，直至烧杯中的固体全部溶解，故答案为：做还原剂，将MnO2还原为Mn2+；100mL容量瓶、胶头滴管；防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行，并防止草酸过量引入杂质；(3)步骤④为硫酸锰溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MnSO4·7H2O晶体，故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤；①由题意可知，MnSO4·7H2O晶体受热分解生成的气体中含有二氧化硫、三氧化硫和水蒸气，三氧化硫能溶于浓硫酸，二氧化硫不溶于浓硫酸，混合气体经过浓硫酸，浓硫酸吸收了三氧化硫和水蒸气，则氢氧化钠溶液吸收的气体为二氧化硫，故答案为：SO2；②实验开始时，通入氮气的目的是排出装置中的空气，实验中通入氮气的目的是将MnSO4·7H2O晶体受热分解生成的气体全部赶至后面装置吸收，防止影响实验结果，故答案为：排出装置中的空气，并将生成的气体全部赶至后面装置吸收；③83.1gMnSO4·7H2O的物质的量为=0.3mol，6.4g二氧化硫的物质的量为=0.1mol，设MnxOy中锰元素的化合价为a，由得失电子数目守恒可得0.3mol×（a—2）=0.1mol×2，解得a=，则MnxOy为Mn3O4，故答案为：Mn3O4。14．（2022·广东梅州市·高三二模）硫氰化铵()可以作为聚合反应和过氧化氢生产的催化剂，某化学实验小组在实验室条件下模拟制备少量样品，常压下的制备原理为：。步骤1：将装置Ⅰ中药品A以恒定的速度滴入装有药品B的烧瓶中，确保有稳定的氨气缓慢通入装置Ⅱ；步骤2：装置Ⅱ加热至95°C，发生反应，观察到装置Ⅱ下层液体逐渐减少，直至近乎消失时停止通入氨气。回答下列问题：(1)仪器a的名称为___________。装置Ⅰ中所盛装的药品A、B分别为___________。(2)装置Ⅱ中加入的目的是___________。(3)反应开始后，为加快反应速率同时控制反应温度，装置Ⅱ可以采用的加热方式是___________。(4)装置Ⅲ中盛放的溶液可以是___________，发生反应的离子方程式为___________。(5)该实验小组同学为检验生成的产物，设计了如下实验探究。①取少量Ⅱ中反应后的溶液于试管中，滴加___________溶液，振荡，出现现象___________，得出结论产物中含有。②设计实验证明产物中存在：___________(简述实验操作及现象)。【答案】(1)分液漏斗    浓氨水、碱石灰    (2)液封,提高NH3的利用率   (3)水浴加热    (4)NaOH溶液    [或CuSO4溶液或酸性高锰酸钾溶液]（2分）    (5)①FeCl3    溶液变成血红色    ②取少量Ⅱ中反应后的溶液于试管，滴加适量浓NaOH溶液，加热，在试管口放置一张湿润的红色石蕊试纸，红色石蕊试纸变蓝   【解析】装置Ⅰ加入浓氨水、碱石灰用于制备原料气：NH3，NH3经过装有碱石灰的干燥管进入装置Ⅱ发生核心反应：，反应温度为95°C，可用水浴加热的方式加热，产生的H2S有毒，需要尾气处理，可用氢氧化钠溶液吸收。(1)由图可知仪器a的名称为分液漏斗，装置Ⅰ制备氨气没有加热，可用浓氨水与碱石灰常温下反应制备，所以药品A、B分别为浓氨水、碱石灰。(2)加入H2O的目的是液封，吸收NH3，提高NH3的利用率。(3)反应温度为95°C，所以装置Ⅱ可以采用的加热方式是水浴加热。(4)装置Ⅲ用于吸收反应生成的酸性有毒气体H2S，所以可以用NaOH溶液来吸收，发生反应的离子方程式为，也可以用CuSO4溶液离子方程式为：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，或酸性高锰酸钾溶液氧化：(5)①Fe3+与反应使溶液变成血红色，可滴加FeCl3溶液验证产物中含有，若有，则遇到Fe3+溶液会变红。②检验时需要将其转化为NH3，然后用湿润的红色石蕊试纸检验是否产生氨气，所以答案为：取少量Ⅱ中反应后的溶液于试管，滴加适量浓NaOH溶液，加热，在试管口放置一张湿润的红色石蕊试纸，红色石蕊试纸变蓝。