第五章化工生产中的重要非金属元素同步练习 2023-2024学年高一下学期人教版（2019）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共18题，满分100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请注意保持试卷整洁一、单选题（共50分）1．（本题5分）下列含氮物质呈红棕色的是A． B． C． D．NO2．（本题5分）在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是(　　)A．NH、Ba2＋、Cl－、NO B．K＋、AlO、Cl－、SOC．Ca2＋、Mg2＋、NO、HCO D．Na＋、Cl－、SO、SO3．（本题5分）某小组同学用如图装置进行铜与浓硫酸反应时，发现试管中有黑色物质产生。同学猜测，黑色物质中可能含有CuO、Cu2S和CuS，针对产生的黑色物质，该小组同学继续进行实验探究，获得数据如表。下列说法不正确的是A．硫酸浓度越大，黑色物质越易出现、越难消失B．黑色物质消失过程中有SO2、H2S生成C．硫酸浓度为16 mol·L﹣1时，先升温至250℃以上，再将铜丝与浓硫酸接触，可以避免产生黑色物质D．取黑色物质洗涤、干燥后，加稀硫酸充分混合，固体质量不变，说明黑色物质中不含CuO4．（本题5分）将18g铜和铁的混合物投入200mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下2.24LNO，剩余9.6g金属；继续加入200mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下2.24LNO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法不正确的是A．第一次剩余9.6g金属为铜B．稀硝酸的物质的量浓度为2.0mol·L-1C．再加入上述200mL稀硝酸，又得到标准状况下2.24LNOD．原混合物中铜和铁各0.15mol5．（本题5分）下列实验中，对应的现象以及结论均正确的是（    ）A．A B．B C．C D．D6．（本题5分）如图，室温下，向W溶液中先通入足量x气体，再通入过量y气体，最终一定不会有沉淀产生的是A．W是BaCl2溶液，x是SO2气体、y是Cl2气体B．W是BaCl2溶液，x是SO2气体、y是HCl气体C．W是饱和食盐水，x是NH3气体、y是CO2气体D．W是澄清石灰水，x是CO2气体、y是NH3气体7．（本题5分）下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是A．A B．B C．C D．D8．（本题5分）下表是各物质及其所含的少量杂质，以及除去这些杂质所选的试剂或操作方法，其中正确的是A．A B．B C．C D．D9．（本题5分）化学与生活密切相关。下列说法错误的是A．P元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关 B．SiO2可用于生产光导纤维C．高纯硅可用于制作计算机芯片 D．硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查10．（本题5分）除去下列物质中混有的少量杂质，所用试剂和操作方法均正确的是A．A B．B C．C D．D二、判断题（共20分）11．（本题4分）用浓硫酸稀释配制稀硫酸时要用玻璃棒搅拌。( )12．（本题4分）1molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA。(_______)13．（本题4分）硅氧四面体中，硅原子与氧原子都是以共价键结合。( )14．（本题4分）NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr。( ) 15．（本题4分）可以用酒精作萃取剂萃取溴水中的溴。(_______)三、解答题（共30分）16．（本题10分）乙同学利用甲同学制得的在醋酸氛围中制得无水，并利用如图所示装置检验在氮气氛围中的分解产物。已知常温下溶液能被还原为。(1)装置E、F用于检验和，其中盛放溶液的是装置 (填“E”或“F”)。(2)装置G的作用是 ；装置E、F、G、H中的试剂均足量，若观察到装置I中氧化铜变红，装置J中固体由白色变为蓝色，装置K中澄清石灰水变浑浊，则可得出的结论是 。(3)通入氮气的作用是 。(4)实验结束时，先熄灭装置D和Ⅰ处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，其主要目的是 。(5)若乙酸钴最终分解生成固态氧化物已知在标准状况下的密度为，且，则该反应的化学方程式为 。17．（本题10分）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：[探究一]（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。①甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的，应选用 选填序号）。a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．浓氨水 d．酸性溶液②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：然后加入足量溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中的体积分数为 。[探究二]分析上述实验中体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。（3）装置B中试剂的作用是 。（4）认为气体Y中还含有Q的理由是 （用化学方程式表示）。（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。 a． A之前      b．A-B间       c．B-C间       d．C-D间（6）如果气体Y中含有，预计实验现象应是 。（7）若要测定限定体积气体Y中的含量（标准状况下约有28mL），除可用测量体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。18．（本题10分）五水合硫代硫酸钠()俗称海波、大苏打，为无色结晶或白色颗粒，在工业生产中有广泛的用途。某化学实验小组制备，并测定产品纯度，设计如下实验。回答下列问题：步骤I.制备按如图所示装置(加热及夹持装置省略)进行实验，可得到溶液，再经一系列步骤获得产品。已知：S与Na2SO3在加热条件下可反应生成(1)仪器a的名称为 ，装置A发生反应的化学反应方程式为 。(2)装置B的作用为 。(3)补充完成装置C中主要反应的离子方程式：① ，②。(4)C中溶液经过 、过滤、洗涤、烘干，得晶体(填实验操作)。(5)D中浸有品红溶液的棉花的作用为 。步骤II. 测定产品纯度准确称取上述产品12.40g于烧杯中，加入适量水配制成100mL待测液，取25.00mL待测液于锥形瓶中，以淀粉溶液作指示剂，用0.25mol·L-1的I2标准液滴定重复滴定3次；测得消耗I2标准液体积的平均值为20.00mL。(已知：)(6)①滴定达到终点时的现象为 ，该产品中的质量分数为 。②以下说法中，能使测量结果偏低的是 。A．产品中硫代硫酸钠晶体失去部分结晶水B．滴定前，装I2标准液的滴定管米用标准液润洗C．滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量液滴溅出D．滴定前平视读数，滴定后俯视读数题号一二三总分得分硫酸浓度/ mol·L﹣1黑色物质出现的温度∕℃黑色物质消失的温度∕℃15约150约23616约140约25018约120不消失选项实验操作实验现象结论A取少量Na2SO3固体于试管中，加水溶解，滴加Ba(NO3)2溶液，再滴加稀硝酸滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解Na2SO3固体已经变质B将SO2通入酸性KMnO4溶液中溶液的紫红色褪去SO2具有漂白性C将铁片投入浓硫酸中无明显变化常温下铁不与浓硫酸反应D将10mL2mol/L的KI溶液与1mL1mol/LFeCl3溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液溶液颜色变红KI与FeCl3的反应具有可逆性选项XYZRAAlAlCl3Al(OH)3NaAlO2BNaNa2ONa2O2NaOHCH2SSSO2SO3DFeFeCl2FeCl3Fe(OH)3选项物质(括号内为杂质)除杂试剂或操作方法A溶液加入过量铜粉，再过滤B通入过量的溶液C溶液加入适量的溶液，再过滤DMgO固体加入过量的氢氧化钠溶液，再过滤选项物质杂质所用试剂和操作方法ACO通过灼热的粉末B溶液加入适量的溶液，过滤CCuCuO加入过量的稀盐酸，过滤、洗涤、干燥DNaCl固体加入适量KOH液，过滤、蒸发参考答案：1．A【详解】A．NO2为红棕色，A正确；B．NH3无色，B错误；C．N2无色，C错误；D．NO无色，D错误；故选A。2．B【详解】Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，A． 在碱性溶液中NH不能大量存在，故A错误；B． K＋、AlO、Cl－、SO之间不反应，也不与氢氧化钠反应，故B正确；C． 碱性溶液中，Mg2＋、HCO不能大量存在，分别与OH－反应生成氢氧化镁沉淀和CO，CO还会结合Ca2＋生成碳酸钙沉淀，故不能大量共存，故C错误；D． SO具有还原性，能够被生成的氧气氧化，故不能大量共存，故D错误；故选B。3．B【分析】黑色物质中可能含有CuO、Cu2S和CuS，加入的浓硫酸，铜先与浓硫酸反应，反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，根据表格信息可知，黑色物质在一定温度下可溶于浓硫酸，还可能发生的反应为：5Cu+4H2SO4(浓)3CuSO4+Cu2S↓+4H2O，Cu2S +2H2SO4(浓)CuS+CuSO4+2H2O+SO2↑，CuS+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+S↓+2H2O，CuO+H2SO4(浓)CuSO4+H2O，据此分析解答。【详解】A．从表中数据可以看出，硫酸浓度越大，黑色物质出现的温度越低，黑色物质不消失，说明硫酸浓度越大，黑色物质越易出现、越难消失，故A正确；B．由于浓硫酸有氧化性，会将硫化氢氧化，根据分析可知，黑色物质消失过程中有SO2生成，H2S不存在，故B错误；C．由表格中数据可知，硫酸浓度为16 mol·L﹣1时，黑色固体消失的温度在250℃，先升温至250℃以上，再将铜丝与浓硫酸接触，可以避免产生黑色物质，故C正确；D．黑色物质中若含CuO，加入加稀硫酸充分混合，氧化铜会与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶于水，固体质量会减小，现固体质量不变，说明黑色物质中不含CuO，故D正确；答案选B。4．C【分析】溶液不变红，即反应是恰好完全反应，既没有三价铁离子，也没有硝酸剩余。可以看作是18g混合物质与400mL硝酸反应生成0.2molNO；铁铜全都生成二价的离子，设铁为xmol，铜为ymol，发生的反应离子方程式为：3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O；3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O；列方程：56x+64y=18，2x/3+2y/3=0.2，计算得出：x=0.15mol，y=0.15mol，计算得到18g混合物中含铁质量为0.15×56=8.4g；含铜质量为0.15×64=9.6g；Fe比Cu活泼，硝酸少量时Fe与硝酸先反应，第一次剩余金属9.6g为Cu。【详解】A．通过上述计算可知第一次剩余9.6g金属为铜，A正确；B．根据氮原子守恒可知：消耗硝酸总量为0.15×2+0.15×2+0.2=0.8mol，硝酸浓度为：c(HNO3)==2mol/L，B正确；C．溶液中二价铁离子为0.15mol/L，所以再加硝酸得NO为0.05mol即11.2L，C错误；D．根据上述计算可知原混合物中铜和铁各0.15mol，D正确；正确选项C。【点睛】溶液不变红，即反应是恰好完全反应,既没有三价铁离子，也没有硝酸剩余。可以看作是18g混混合物质与400mL硝酸反应生成0.2molNO；铁铜全都生成二价的离子，根据离子反应的实质进行分析计算。5．D【详解】A.滴加硝酸钡溶液，再滴加硝酸，会将未变质的亚硫酸钠氧化成硫酸钠，出现沉淀且沉淀不能溶解，不能说明原固体已经变质，故A错误；B.将通入酸性溶液中，高锰酸钾被还原为硫酸锰，紫红色褪去，体现了二氧化硫的还原性，故B错误；C.铁片投入到浓硫酸中，发生钝化，属于化学反应，故C错误；D.KI过量，氯化铁最终有剩余，则反应不能进行彻底，属于平衡状态，该反应具有可逆性，故D正确,故选:D。6．B【详解】A．W是BaCl2溶液，x是SO2气体、y是Cl2气体，通入过量Cl2，BaSO3+Cl2+H2O=BaSO4↓+2HCl，最终有白色沉淀，A错误；B．W是BaCl2溶液，x是SO2气体、y是HCl气体，通入过量HCl也不会产生沉淀，B正确；C．W是饱和食盐水，x是NH3气体、y是CO2气体，先通入足量x气体生成氨水，NaCl析出，再通入过量y气体生成碳酸铵和水，过量二氧化碳溶于水形成碳酸，故可能存在析出的NaCl固体，C错误；D．W是澄清石灰水，x是CO2气体、y是NH3气体，先通入足量x气体生成碳酸钙沉淀，再通入过量y气体生成氨水不与碳酸钙反应，故有沉淀，D错误；答案选B。7．B【详解】A．Al可以分别与盐酸、NaOH一步转化成AlCl3、NaAlO2，但Al无法一步转化成Al(OH)3沉淀，故A不符合题意；B．Na与O2不加热时生成Na2O，加热时生成Na2O2，与水反应生成NaOH，Na2O与氧气反应能够生成Na2O2，Na2O、Na2O2与水反应都能生成NaOH，都可一步实现图示转化，故B符合题意；C．S无法通过一步反应转化成SO3，故C不符合题意；D．铁与氯气反应生成氯化铁，与盐酸反应生成FeCl2，但铁无法一步转化成Fe(OH)3沉淀，故D不符合题意；故选B。8．D【详解】A．加入铜粉后会引入新的杂质铜离子，应加过量的铁粉，A错误；B．二氧化碳能与碳酸钠溶液反应，除去二氧化碳中的氯化氢气体应该用饱和碳酸氢钠溶液，B错误；C．硝酸钠溶液中加适量的氯化钡溶液，除去了硫酸根但又引入了氯离子，C错误；D．氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，氧化镁不溶于氢氧化钠溶液，故该方法可行，D正确；故选D。9．A【详解】A．雷电作用下氮气和氧气放电条件下生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，故氮元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关，A错误；B．光导纤维的主要成分是二氧化硅，B正确；C．硅是半导体材料，高纯硅可用于制作计算机芯片，C正确；D．硫酸钡难溶于水和盐酸，不易被X射线透过，故硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查，D正确；故选A。10．C【详解】A．通过灼热的粉末，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，除去了原物质，A不符合题意；B．加入适量的硝酸钡溶液，硝酸钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和硝酸钠，硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和硝酸钠，过滤，除去碳酸钡、硫酸钡，不但除去了杂质，也除去了原物质，还引入了硝酸根离子杂质，B不符合题意；C．加入过量的稀盐酸，氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，铜和稀盐酸不反应，过滤、洗涤、干燥可得铜，C符合题意；D．加入适量的氢氧化钾溶液，氢氧化钾和氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钾，过滤，除去氢氧化镁，虽然除去了杂质，但是引入了新的杂质氯化钾，D不符合题意故选C。11．正确【详解】浓硫酸溶于水放出大量的热，用玻璃棒搅拌的目的是及时散热并使液体混合均匀，故答案为：正确。12．错误【详解】1mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁，转移电子3mol，电子转移数为3NA，错误。13．正确【解析】略14．错误【详解】浓硫酸具有强氧化性，与溴化氢共热反应生成溴、二氧化硫和水，所以不能用溴化钠和浓硫酸共热反应制备溴化氢，故错误。15．错误【详解】酒精与水不分层，不能选用酒精作为萃取剂，故错误。故答案为：错误。16．(1)F(2) 除去 分解产物中还含有一种或多种含有C、H元素的物质(3)排除装置中的空气，将装置D中的气体产物带入后续装置(4)防倒吸(5)3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑【详解】（1）据已知信息，PdCl2溶液能被CO还原为Pd，CO被氧化为CO2，装置E、F用于检验CO和CO2，故应先检验CO2，后检验CO，则其中盛放PdCl2溶液的是装置F。（2）为不影响后续装置对分解产物的检验，气体进入装置H前应先除去CO2，装置G的作用是故除去CO2；E、F、G中的试剂均足量，若观察到I中氧化铜变红，则氧化铜被还原，J中固体由白色变蓝色，则产物有水分，K中石灰水变浑浊，则产物有CO2，故可得出的结论是分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质。（3）实验目的是检验(CH3COO)2Co在氮气氛围中的分解产物，通入氮气的作用是将D中的气态产物带入后续装置(或排出装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等)。（4）实验结束时，先熄灭D和I处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，继续通入氮气，其主要目的是防倒吸。（5）若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、CxHy， CxHy标况下密度为1.34g/L，则CxHy摩尔质量为1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol，根据烃类物质的结构特点，可判断CxHy的分子式为C2H6，且n(X)：n(CO)：n(CO2)：n(CxHy)=1：4：2：3，根据碳元素守恒可知，该方程式乙酸钴的系数与生成物的比值为n[(CH3COO)2Co]：n(X)：n(CO)：n(CO2)：n(CxHy)=3：1：4：2：3，则该反应的化学方程式为： 3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑。17． 铁钉表面被钝化 d 66.7% 检验SO2是否除尽 C+2H2SO4（浓硫酸）CO2 ↑+2SO2↑+2H2O c D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝 否，用托盘天平无法称量D或E的差量【详解】（1）铁钉放入冷硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行，故答案为铁钉表面被氧化；（2）①亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色，溶液中已经有三价铁离子，选择a会造成干扰，b能检验三价铁离子的存在，选c生成两种沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨，故选d；②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀BaSO4，2.33g BaSO4的物质的量为0.01mol，所以SO2为0.01mol，n（混合气体）==0.015mol，所以二氧化硫的体积分数为：×100%=66.7%，故答案为66.7%；（3）A除去二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，所以B可以检验A中是否完全除去二氧化硫，故答案为检验二氧化硫是否除尽；（4）在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H2SO4（浓硫酸）CO2 ↑+2SO2↑+2H2O，故答案为C+2H2SO4（浓硫酸）CO2 ↑+2SO2↑+2H2O；（5）Q为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在，选d时二氧化碳被碱石灰吸收，且从M中带出的水蒸气会影响氢气和氧化铜的反应，故选c；（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝色，同时有红色的铜单质生成，故答案为D中固体由黑色变红和E中固体由白变蓝；（7）中学阶段质量的称量选择托盘天平，分度值是0.1g，所以无法精确称量出D或E的差量，故答案为否，用托盘天平无法称量D或E的差量，可用分析天平称量D或E的差量。18．(1) 长颈漏斗 (2)做安全瓶，用于监测实验进行时装置C中是否发生堵塞； 做储气瓶(3)(4)蒸发(加热)浓缩、冷却结晶(5)检验尾气中SO2是否除尽(6) 滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟不褪色 80%或 CD【分析】本题是一道无机物制备类的实验题，由装置A制备二氧化硫，通过安全装置B进入装置C中，在该装置中和碳酸钠，单质硫发生反应，生成产物，最后过量的二氧化硫在装置D中被氢氧化钠吸收，以此解题。【详解】（1）由图可知，仪器a的名称为：长颈漏斗；装置A中是浓硫酸和铜在加热条件下发生反应生成二氧化硫和硫酸铜，方程式为：；（2）当气流速度过大时，装置B中仪器a中的液面会上升，另外过量的二氧化硫可以临时储存在这个装置中，故装置B的作用为：做安全瓶，用于监测实验进行时装置C中是否发生堵塞； 做储气瓶；（3）在装置C中二氧化硫和碳酸根离子可以反应生成亚硫酸根离子，随后亚硫酸根离子再和单质S反应，故方程式为：；（4）C中得到的产品中含有结晶水，故采用的结晶方法为：蒸发(加热)浓缩、冷却结晶；（5）装置D中的氢氧化钠可以吸收二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，故浸有品红溶液的棉花的作用为：检验尾气中SO2是否除尽；（6）①淀粉遇碘分子显蓝色，故滴定达到终点时的现象为：滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟不褪色；根据可知，n()=2 n(I2)=2×0.25mol·L-1×20.00mL×10-3×=0.04mol，则m()=0.04mol×248g/mol=9.92g，该产品中的质量分数=，故答案为：80%或；②A．产品中硫代硫酸钠晶体失去部分结晶水，则同样量的样品中，硫代硫酸根离子的含量较多，滴定消耗的标准溶液体积偏大，结果偏大，A错误；B．滴定前，装I2标准液的滴定管未用标准液润洗，导致标准液浓度变小，消耗的标准液体积偏大，结果偏大，B错误；C．滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量液滴溅出，则滴定时消耗的标准液体积变小，结果偏小，C正确；D．滴定前平视读数，滴定后俯视读数，则读取的标准液体积偏小，结果偏小，D正确；故选CD。