第五章 化工生产中的重要非金属元素（单元测试）（答案）—2022-2023高一下学期化学必修第二册（人教A版(2019））

第五章 化工生产中的重要非金属元素（单元测试）
(时间:90分钟　满分:100分)
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.如图是M元素的高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同一种物质实现,且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,下列说法正确的是(　　)
A.汽油燃料中主要含有M元素,所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题
B.检验I中阳离子的方法:向其样品中加强碱,产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放
D.物质B属于离子化合物
2.如图为含硫物质的转化示意图。常温常压下,甲、乙均为气体,丙为液体,丁为固体。下列关于甲、乙、丙、丁的判断不正确的是(　　)
A.甲与乙反应时,甲表现氧化性 B.乙、丙均为酸性氧化物
C.乙使品红溶液和溴水褪色的原理不同 D.丁为黄色固体
3.将a mL NO、b mL NO2、x mL O2混合于同一试管里,将试管口倒插于水中,充分反应后试管内气体全部消失,则用a、b表示的x的代数式是(　　)
A. B.
C. D.
4.下列说法中正确的是(　　)
A.硫是一种黄色的能溶于水的固体
B.硫元素的失电子能力比氧元素的强
C.硫与铜反应生成CuS,表现了硫单质的氧化性
D.硫在空气中和在氧气中燃烧都只生成三氧化硫
5.如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%的H2SO4溶液与亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体,加入药品后在培养皿上盖上玻璃片,实验现象很明显,且不易污染空气。下列说法中错误的是(　　)
A.紫色石蕊溶液变蓝色 B.品红溶液褪色
C.溴水褪色 D.含酚酞的NaOH溶液红色变浅
6.将SO2气体通入BaCl2溶液,无明显现象,然后再通入X气体或加入X溶液,有白色沉淀生成,X不可能是(　　)
A.Cl2 B.CO2
C.H2O2 D.NaOH
7.浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中未表现的性质是(　　)
A.酸性 B.脱水性
C.吸水性 D.强氧化性
8.下列关于反应3NO2+H2O══2HNO3+NO的说法正确的是(　　)
A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂,H2O是还原剂
D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时,有3 mol电子发生转移
9.在一定条件下,将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中,充分反应后,剩余气体体积为原混合气体体积的 ,则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是(　　)
①8∶1　②7∶3　③7∶1　④4∶1
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
10.在一定条件下,将m体积NO与n体积O2先后通入倒立在水中且盛满水的容器中,充分反应后,容器内残留体积的气体,该气体与空气接触后变为红棕色,则m与n的比值为(　　)
A.3∶2 B.2∶3
C.8∶3 D.3∶8
11.如图,同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2,进行喷泉实验。经充分反应后,圆底烧瓶内溶质的物质的量浓度(　　)
A.①>② B.①<② C.①=② D.不能确定
12.如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　)
A.挤压装置①的胶头滴管使水全部进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开弹簧夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
13.取一干燥烧瓶,用排空气法收集氨,做喷泉实验。当水充满约整个烧瓶容积的后,喷泉停止。烧瓶内的氨水的物质的量浓度约为(按标准状况计算)(　　)
A.1 mol·L-1 B.0.029 mol·L-1
C.0.045 mol·L-1 D.不能确定
14.下列叙述正确的是(　　)
①高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
②SiO2与酸、碱均不反应
③二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器
④SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
⑤CO2与SiO2化学式相似,物理性质也相同
A.①②③ B.②③ C.①④ D.①②③④⑤
15.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　)。
A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料
C.高品质的瓷器晶莹剔透,属于纯净物
D.陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(12分)硝酸是极其重要的化工原料,工业上采用将NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收的方法制备硝酸。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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(6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。洗气装置中的溶液可以是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)。
18.（12分）A、B是两种常温下有刺激性气味的气体，将A气体通入品红溶液中，品红溶液变为无色；将B气体通入品红溶液中，品红溶液也变为无色。将A气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变为红色；将B气体通入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色。将A气体和B气体按1∶1的体积比充分混合，通入品红溶液中，品红溶液不褪色，通入紫色石蕊溶液中，溶液只变红不褪色。试回答下列问题：
(1)写出A、B的化学式：A________，B________。
(2)写出A与过量NaOH(aq)反应的化学方程式：_________________________________。
(3)写出B与NaOH(aq)反应的离子方程式：__________________________________。
(4)加热通入A气体后变为无色的品红溶液，现象是__________________；加热通入B气体后变为无色的品红溶液，现象是______________________。
19.（13分）某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如下图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：
(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_______________________________________。
(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是__________________________。
(4)A中加入的试剂可能是____________，作用是____________；B中加入的试剂可能是__________，作用是________________；E中加入的试剂可能是______________，作用是________________________________________________________________________。
(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是
C中：__________________________________________________________________，
D中：____________________________________________________________________。
如果去掉装置B，________(填“能”或“不能”)根据D中的现象判断气体X中有氢气，原因是________________________________________________________________________。
20.（12分）简要回答下列问题。
(1)在浓硝酸中放入铜片。
①开始时反应的化学方程式为 _____________________________。
②若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为_____________________。
③待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是________________________________________________________________________________。
(2)在100 mL混合酸中,c(HNO3)=0.4 mol·L-1,c(H2SO4)=0.2 mol·L-1,向其中加入2.56 g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2+的物质的量浓度为___________。
(3)14 g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是___________ g。
参考答案及解析：
一、选择题
1.C 2.A
3.C 解析：氮的氧化物与O2和H2O反应生成HNO3时,只要满足氮的氧化物中的N与氮的氧化物中的O和O2中O的和的比为2∶5即可全部转化,没有气体剩余。即,解得x=。
4.B 5.A 6.B 7.A 8.A 9.C 10.C 11.C 12.B 13.C
14.C 解析：②项,SiO2与HF、强碱均反应;③项,用石英制造的耐酸容器不能用于盛放氢氟酸;⑤项,CO2、SiO2的结构不同,物理性质不同。
15.C 解析：不同的金属氧化物颜色可能不同,在高温下,釉料中的金属化合物发生了氧化还原反应导致颜色变化,A项正确;氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料,有较好的传导性、机械强度和耐高温性,B项正确;瓷器主要由黏土烧结而成,瓷器中含有多种硅酸盐,是混合物,C项错误;陶瓷的成分是硅酸盐和二氧化硅,HF能与二氧化硅反应,所以陶瓷不能用来盛装氢氟酸,D项正确。
二、非选择题
16.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与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。
17.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,所以石蕊溶液显红色。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。
18.答案：(1)SO2　Cl2 (2)2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
(3)2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O (4)溶液变为红色　溶液无明显变化
解析：具有漂白性，能使品红溶液褪色的气体有Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊溶液褪色，但能使之变红，所以A为SO2；B气体能使紫色石蕊溶液先变红后褪色，所以B为Cl2；如果将Cl2与SO2等体积混合，通入溶液中，则发生下列反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用，但它们能使紫色石蕊溶液变红。
19.答案：(1)Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)当浓H2SO4浓度逐渐变小，Zn与稀H2SO4反应可产生H2
(3)检查装置的气密性
(4)品红溶液　检验SO2　浓H2SO4　吸收水蒸气　碱石灰　防止空气中的水蒸气进入D中
(5)黑色固体变成红色　白色粉末变成蓝色　不能
因为混合气体中含H2O，会干扰H2的检验
解析：本题对Zn与浓H2SO4反应的产物进行推测，而后设计装置进行验证。设计时既要验证有无SO2生成，又要验证有无H2生成。验证SO2可用品红溶液，验证H2可利用它的还原性，在加热条件下让气体通过CuO，再通过无水硫酸铜，同时必须注意验证H2时，应考虑空气中的水蒸气和从洗气装置中带出的水蒸气对氢气检验的干扰。
20.答案:(1)①Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③H2SO4提供的H+与原溶液中的N构成强氧化性酸,继续与Cu发生反应:3Cu+8H++2N══3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)0.3 mol·L-1
(3)3.2