化学第一轮专题练习-专题六 非金属及其化合物

1、第第 页共21页联合脱硫脱硝技术，是一种工业工艺技术，采用“35%的氯酸(HClOa)同时脱硫脱氮技术”，处理烟气(含 SO2、NO)可获得H2SO4、HCk HNCh副产品，通过实验发现，当氯酸的浓度小于35%时，SOW NO的脱 除率几乎不变，但生成HNO3的量远小于理论值，可能的原因是 。 答案 i :H2S 气体 ii :(NH4)2S2O3+2NH4HSO3 2S1+2(NH4)2SO4+H2O iii:吸收剂消耗完 全，SO2达到饱和逸出 常温吋硫的吸收率己经很髙了，升髙温度吸收率变化不大 通入含SO2的烟 气的速率(2)NO可能被氧化成NO2及其他含氮化合物解析 i :当 pH=

2、I0-8.6 时，S2与 SO2 发生反应:3S2-+SO2+4H2O 3S|+H2St+6OH ii :根据得失 电子守恒、原子守恒配平化学方程式。工业钢渣主要含 Ca(OH)2、CaCCh，还含有 aCaO.bAI2OycSiO2、xFe2O3 ySiO2. mMgO.nSiO2 等可用 于处理含？40，的烟气。己知:酸性钢渣浆液脱除NO和NO2时发生的反应主要有：NO+NCh一N2O3;N2O3+H2O2HNO2；2NO2+H2O HNO2+HNO3；加热或溶液呈酸性时，易发生反应:3HNO2 2NOf+HNO3+H20。工业钢渣加水后搅拌得钢渣浆液。向钢渣浆液中逐渐加入硫酸溶液酸化，浆

3、液pH以及浸出液中金屈离子的质量浓度随吋间变化情况如图1所示。1412104时间(h)1412104时间(h)?/秘爱 ggsw图1pH=4时，浸出液中质量浓度最大的金属离子是 。随时间延长，Ca2+浓度先增大后减小，原因是o 钢渣浆液的pH对NOX脱除率的影响如图2所示。当浆液pH6广的转化率随温度升髙而增大满原因可能是O II.氧化脱硝法C1O2溶液常用于氧化脱除烟气中的NO、SO2等污染物。隔膜电解NaCIO;制备C1O2的装置如图2所示。制备时先在NaClOs溶液中通入少量CIO2气体，结合反应方程式简述C1O2的制备过_|cio2 Y cio_|cio2 Y cio2 C10;人CI

4、O;/NaClO 麵U硫酸质子交换膜 图2C1O2氧化脱硝过程发生的反应如下： 5NO+2C1O2+H2O5NO2+2HC1;2NO2+H2O HNO2+HNO3。随若C1O2溶液初始浓度的增加，脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研宄表明，溶液中的C1O2不能 吸收no2,且在一定程度上阻碍水对no2的吸收。设计实验验证CIO2对NO2的吸收有抑制作用: 。(NO2的浓度可 由仪器直接测定)其他条件相同，当NO烟气中含有SO2时，用C1O2溶液处理烟气的实验结果如图3所示。脱硝处理含 SO2的NO烟气时逸出的NO2明显减少，其原因图3图3答案 (1)2NO+O2+2OHN0i+N03+H2

5、0(2)温度升高，反应速度加快，提高Co(NH3)63+的转化率;温度升高，02在水中的溶解度下降，有利于 Co(NH3)63+的还原;温度升高，促进Co(NH3)ft3+解离为Co3+，有利于Co3+的还原(3)首先发生阴极反应,C102+eClOy产生的ClOi在溶液中再与CIO发生反应,C103+C10i+2H+一 2ClO2t+H2O;生成的C1O2部分逸出，另一部分继续循环反应(4)分别取等体积的蒸馏水和一定浓度的C1O2溶液，在相同 时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2,比较逸出NO2的浓度，若通过蒸馏水逸出的1402的浓度较 小，则说明C1O2对NO2的吸收有抑制作用 C1O

6、2溶液中的部分C1O2与SO2发生反应，溶液中剩余的 C1O2浓度减小，减弱了水对NO2吸收的阻碍作用解析 分析题给图1中箭头的指向，反应物为NO、02、OH-，生成物为NOb NO与H2O。(3)左室为 阴极，阴极上C1O2发生反应产生的ClOi再与CIO发生反应生成C1O2,C1O2部分逸出，另一部分继续循环 反应。(4)相同条件下，将NO2通入等体积的蒸馏水和CIO2溶液中，作对照实验，比较逸出NO2的浓度， 据此设计实验。SO2具有较强的还原性，CIO2溶液中的部分CIO2与SO2发生氧化还原反应，导致C1O2 浓度减小，减弱了水对no2吸收的阻碍作用，所以逸出的NO2明显减少。由五种

7、元素组成的化合物X，某学习小组按如下流程进行探宄实验：己知:化合物X难溶于水;气体体积均在标准状况下测定，气体A能使品红溶液褪色，气体E在标准状况下 的密度为0.76 g.I/1，固体C呈紫红色。请回答：写出气体E的结构式: :溶液B中含有的溶质(除了 H2SO4)有 (用化学式表示)。化合物X含有的元素有Cu、H、 (写出另外三种元素)，写出步骤1反应的化学方程式:_。定条件下，往溶液B中通入气体A和E,可制备化合物X，写出该反应的离子方程 式: O气体E可将Fe2O3还原得到黑色固体(不含Fe3O4)，请设计实验验证黑色固体的成分: 。答案HNHIHCuSO4 和(NH42SO4(或 NH

8、4HSO4) (2)N、S、O 2C11NH4SO3+2H2SO4CuSO4+Cul+2SO2t+(NH4)2SO4+2H2O (3)2Cu2*+8NH3+3SO2+4H2O 2CuNH4SO3；+S0l_+6NH；(4取适量黑色固体，加入足量CuSO4溶液，有红色固体析出，则有Fe，反之则无;过滤，取滤渣加入足量的稀 硫酸，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，若酸性髙锰酸钾溶液紫红色褪去，则有FeO,反之则无;若两种现象都有， 则为Fe和FeO的混合物解析 紫红色固体C为Cu，蓝色沉淀D为Cu(OH)2,黑色固体F为CuO,气体A为SO2,M(E)=0.76 g-L x22.4 L mol-17 g

9、mol1,故 E 为 NH，。32.4 g X 中,n(Cu)= 6 4 g ,+ 8 0 g ,=0.264 g mol 80 g-mol4 4R I4 4Q Imol,n(NHt)=n(NH3)=.,=0.2 mol,n(S)=n(SO2)=.,=0.2v 4/ 22.4 Lmol1v 7 v 22.4 L.mol1mol，n(O)=0.6 mol，n(Cu) : n(NH：) : n(S) : n(O)=l : 1 : 1 : 3,故 X 的 16 g-mol化学式为CuNH4S03o某含结晶水的盐A是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，由五种常见元素组成，M(A)盐A在421-553 C

10、下分解生成混合气体B和混合固体F的化学方程式:_。(4盐A中加入足量稀硫酸，可得到一种二元弱酸，且该弱酸可以被酸性髙锰酸钾溶液氧化生成气体D，试 写出该弱酸被氧化的离子方程式:_。某兴趣小组用混合气体C还原少量CuO粉末，使CuO完全反应得到红色产物。为确定红色产物的成分，请设计实验方案:_。(己知:Cu2O+2H* Cu2t+Cu+H2O)答案(1C、K (2)CO、CO2421 553 X：4K3Fe(C2O4)3-3H2O W绝空气 6K2CO3+2Fe2O3+12COt+6CO2t+12H2O5H2C2O4+2Mn0；+6H+2Mn2+1OCO2T+8H2O取mg红色产物溶丁足量稀硫酸

11、中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量。若固体质量仍为mg，则说 明红色产物仅为Cu;若固体质量为64m/144g,则说明红色产物仅为Cu2O;若固体质量介丁两者之间，则说 明红色产物为二者的混合物解析(1)溶液H呈碱性，加入足量稀盐酸生成0.15 mol气体D，考虑到溶液H为单一溶质，且不与氢氧化 钾反应，焰色呈紫色，另混合气体C通过灼热的CuO后也转化为D,则气体D为CO2，H为K2CO3溶液，故 盐A除Fe、H、O以外的两种元素是K和Co(2)0.45 mol混合气体C通过灼热的CuO后转化为0.45 mol D且质量增加了 4.8 g，则混合气体C为CO和CO2的混合物。由方程式CO+

12、CuOCu+CO2知，气体质 量增重的4.8 g力CO结合的氧的质量，混合气体C中:n(CO)=-,=0.3 mol,n(CO2)=0.45 mol-0.316 g molmol=0.15 mol。混合气体B 中,n(H2O)=0.75 mol-0.45 mol=0.3 mol。混合固体F中，n(K2CO3)=n(CO2)=0.15 mol，n(Fe2O3)= 80 g 4=0.05 mol。通过以上计算知:0.1 mol盐A隔绝空气加热分解，生成().05 mol Fe2O3. 160 e mol0.15 mol K2CO3、0.3 mol CO、0.15 mol CO2 和 0.3 mol

13、 H2O,由元素守恒知盐 A 的化学式为K3Fe(C2O4)3-3H2O,据此写出反应的化学方程式。(4)K;Fe(C2O4h.3H2O中加入足量稀硫酸，得到的二元 弱酸为草酸H2C2O4,它被酸性髙锰酸钾溶液氧化生成气体co2，结合得失电子守恒、元素守恒及电荷守恒， 可写出该反应的离子方程式。(5)CO还原CuO,可能生成Cu或Cu2O,故红色产物的成分可能为Cu或Cu2O 或二者的混合物据此设计实验。I .化合物X由三种前四周期元素组成，按照如下流程进行实验。溶液(3中只有一种溶质，白色沉淀D不溶于稀盐酸。人)(标准状况下56 mL)白色沉淀人)(标准状况下56 mL)白色沉淀D, SOf

14、+Mn2消耗0.08 mol KMnO4。(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化) 请回答：(1)组成X的3种元素是 (填元素符号)，X的化学式是 。若吸收气体A的KOH不足，n(A) : n(K0H)=3 : 4,该反应的化学方程式是. 固体X与稀盐酸发生反应的离子方程式是 3某研宄小组讨论溶液D中的主要刚离子M与Fe3+的反应原理，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应;二是发生相互促进的水解反应，生成氢氧化铁胶体和气体A。在探究过程中某小组同学选择如下实验用品:溶液D、BaCh稀溶液、稀盐酸;试管、胶头滴管。从选择的药品分析，设计这个实验的冃的是 答案(1)K、S、O K2S5Ofi3SO2

15、+4KOH K2SO3+2KHSO3+H2O2S50l+4H+ 5S|+5SO2T+2H2O检验亚硫酸根离子(或亚硫酸氢根离子)是否变质或检验亚硫酸根离子(或亚硫酸氢根离子中是否混 有硫酸根离子解析(I)溶液C透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，说明溶液C和固体X中含有钾(K)元素，溶液C中的 溶质只含一种阴离子，则为ChX与稀盐酸反应生成的1.6 g淡黄色固体B应为S单质，故X中含有硫(S 元素;X与稀盐酸反应生成的气体A可使品红溶液褪色.A为SO2,故由3种元素组成的X中应还含有氧 (O)元素。溶液C的pH=l，则溶液C中溶质为KC1和HC1，过量的HC1为0.1 mol/LxO.l L=0.

16、01 mol，由氯 元素守W知溶液C中n(KCI)=0.04 mol，故6.68 g X中n(K)=0.04 mol。设X的化学式为KaShOc，依题意 有:(39a+XL)g/m。戶.04驗XL)g/mo戶okW-2)，整理可得:2b+c=8a,6b-2c=9a,2b=5a,因 a、b、c 均为正整数，当 a=2 时,b=5,c=6,故 X 为 K2S5O6。(2)吸收气体 S02 的KOH不足时，有KHSO;生成，由n(SO2) : n(K0H)=3 : 4结合元素守恒，可写出反应的化学方程式。(3) 依题意,6.68 g K2S5O6 与 0.04 mol HCI 反应生成了 1.6 g

17、 S，n(X : n(HCl) : n(S)=- : 0.04 334 g/mol mol : -7=2 : 4 : 5,结合元素守恒和电荷守恒，可写出反应的离子方程式。(4)溶液D中的主要阴离子 32 g/mol是SOi或 HSO或两者都有，若与Fe3+发生相互促进的水解反应，则生成氢氧化铁胶体和SO2气体，若与 Fe3+发生氧化还原反应则有SOf生成，选择的药品中有BaCh稀溶液和稀盐酸，显然是用来检验溶液D中 是否含有S0i_，即检验S0|_或HSO是否氧化变质。无机化合物X与Y均由三种相同短周期的非金属元素组成(X比Y的相对分子质量大)，常温下均为 无色液体，易水解，均产生酸性白雾。取

18、1.35gX与足量水完全反应，向反应后的溶液中滴加1.00 mol-L-1 的NaOH溶液40.0 mL恰好反应，溶液呈中性，然后滴加BaCh溶液至过量，产生不溶于稀盐酸的2.33 g白 色沉淀。Y水解得到两种产物，其物质的量之比为1 : 2,且产物之一能使品红溶液褪色。谐回答：X的化学式为 。白色沉淀属于 (填“强”“弱”或“非”)电解质。Y与水反应的化学方程式为 。二元化合物Z能与X化合生成Y。一定条件下，0.030 mol Z与足量氨反应生成0.92 g A(原子个数之 比1 : 1，其相对分子质量为184)和淡黄色单质B及离子化合物M，且M的水溶液的pH=n(HClM).02 mol，

19、n(O)=13S g0.011x32 g.丨弋0;02So.O216 g.molmol,n(S) : n(Cl) : n(O)=l : 2 : 2,故 X 为 SC12O2或 SO2C12。题中白色沉淀为 BaSCh，屈于强电解质。(2)Y 水解得到两种产物，其物质的量之比为1 : 2,能使品红溶液褪色的产物应为SO2，Y与X组成元素相同，则 另一水解产物为HC1，由n(SO2) : n(HCl)=l : 2可推知Y为SOC12，Y水解的化学方程式为SOC12+H2O SO2t+2HCI。依题意，Z+SO2C12 SOC12,可推知Z为SC12。依题意，淡黄色单质B为S，SC12+NH3 A+

20、S+M，0.92 g A隔绝空气加强热可得到0.64 g B和气体单质C，由元素守恒可知C为N2,且 n(N2户092 g_0.巧S=0.01 mol,A由S和N元素组成，A中原子个数之比为1 : I，其相对分子质量为184,故 28 g molA为S4N4;M为离子化合物，且M的水溶液的pH7,由元素守恒可知M为NH4Clon(SCl2) : n(S4N4)=0.030 mol : -2-=6 : I，由此可写出Z与足量氨反应的化学方程式:6SC12+16NH3 S4N4+2Si+12NH4Cl。 184 g molNaNO2中N元素为+3价，NH4C1中N元素为-3价，两者间可发生氧化还原

21、反应生成N2(NaNO2+NH4CI NaCl4-N2t+2H2O)。“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”，减少废 气的排放是环境保护的重要内容之一。氮氧化物是形成光化学烟雾的主要元凶，利用碱液吸收法可以有效地吸收氮氧化物，发生的反应有 NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH= NaNO2+NaNO3+H2Oo 若某混合气体中含 a mol NO和b mol NO2,用NaOH溶液吸收吋，要使气体完全被吸收，则a与b需满足的关系为 ，气体完全被吸收后测得溶液中NaNO2和NaNCh的物质的量之比为4 : 1，则混合气体

22、巾NO的体积分数 为， 煤燃烧吋排放的烟气中含有SO2和NaClO.溶液作为吸收剂可同吋对烟气进行脱硫、脱硝。 将含有502和NOX的烟气通入盛有NaC102和NaOH溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离+ 浓度的有关数据如下表所示(其他极微量离子忽略不计)：离子Na+SOlNO3H4cr浓度/(mol-L1)3.0 x1 O3y8.8x1 O43.8x104l.OxlO-3呂02和NaC102溶液反应的离子方程式为 o表中y= 。工业生产硫酸也会产生SO2。硫铁矿(FeS2)煅烧的化学方程式为 :当有11.2 L(标准状况)SOi气体生成时，反应中转移的电子数为 Nao答案(l)ab

23、 30%(2XD2SO2+CIO2+2H2O2SOi_+Cr+4H* 7.5XKT44FeS2+l lO22Fe2O3+8SO2 2.75解析 根据两个化学方程式可知，当NO剩余吋不能完全吸收，故ab;3 n(NaNO2) : n(NaNO3)=4 : 1 吋，分析知NO2的量比NO多，假设只生成1 mol NaNO2和I mol NaNO%此时消耗2 mol NO2;故生成另外 3 mol NaNO2时，消耗NO2、NO各1.5 mol，则混合气体中NO体积分数为30%。(2)根据题表可知NaC102 将so2氧化为so疒，同时Nacio2被还原为cr，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可

24、得离子方程 式为C102+2SO2+2H2O 2S0疒+C1+4H根据电荷守恒，尸7加10弋(3)根据得失电子守恒,化学方 程式为4FeS2+l lO22Fe2O3+8SO2;据化学方程式得关系式:8SO2-44e则生成().5 mol SO2时，转移电 子数为2.75Na。工业尾气中的氮氧化物(NOX)可用氨催化吸收法和电解氧化吸收法除去。某同学采用以下装置或步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。回答下列M题：I .氨催化吸收法：(1)实验室制备氨气的发生装置，可以选择如图装置中的 (填序号)。（2）将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入N02（两端用夹子K,.K

25、2夹好）。在一定温度下按如图装置进行实验。Z中盛有 （填名称）;打开Kj，关闭K2，NO2能够被NH3还原，预期观察到Y装置中的现象 是一。氨气与NOX反应的化学方程式为 。II.电解氧化吸收法：（3）电解氧化吸收法可将废气中的NOX转变为硝态氮。分别向0.1 mol-L-1 NaCl溶液和0.08 mol L-* Na2SO4 溶液（起始pH均调至9）中通入NO,测得电流强度与NO的脱除率的关系如图1所示。电解0.1 mol L-1 NaCl溶液时，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图2所示。县县电解Na2SO4溶液时产生H2O2o H2O2氧化吸收NO的离子方程式为_。电解NaCl

26、溶液时，当电流强度大于4 A后，NO去除率下降的原因是 答案(1)BD (2)氢氧化钠溶液 混合气体颜色变浅，甚至变为无色 6NOx+4xNH3 (3+2x)N2+6xH2O3H2O2+2NO+2OH 2N0;+4H2O随着电流强度的增大，C1O浓度减 小，CIO浓度增大，但CIO氧化性比C1O弱解析(1)可以加热氢氧化钙和氯化铵固体混合物制备氨气，试管口应略向下倾斜;也可以直接加热浓氨 水或向氧化钙固体上滴加浓氨水来制取氨气;直接加热氯化铵固体不能得到氨气，因为氯化铵受热分解 生成的NFh和HC1在温度稍低吋又会迅速结合成氯化铵;故选BD (2)反应中用到NO2和NH%均为 大气污染物，NO

27、2能和NaOH溶液发生反应，氨气极易溶于水，可以用氢氧化钠溶液吸收，故Z中盛有氢氧 化钠溶液;NO2是红棕色气体，氨气和NO：发生反应生成无色的氮气，故Y装置中混合气体颜色变浅，甚至 变为无色;氨气与NOX反应生成无污染的氮气和水。(3)电解氧化吸收法可将废气中的NOXK变为硝 态氮，NO被H2O2氧化为N03，H202被还原为H2O;从图2可以看出，当电流强度大于4 A后，溶液巾氧化性较强的CIO浓度降低，而氧化性相对较弱的CIO浓度增大，所以导致NO去除率下降。党十九大报告中首次将“树立和践行绿水靑山就是金山银山的理念”写入党代会报告，治理污染减少排放具有十分重要的意义。回答下列问题：下面是消除NOX排放的三个案例：利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NCMn(NO) : n(NO2)=l : 1，该过程中发生反应的化学 方程式为_。三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOX进行净化处理，该过程中发生反应的化学方程式为_。利用尿素消除的转化反应为I .NO+O2NO2, II .NO2+CO(NH2)2无污染气体。尿素中 C元素的化合价为 ，反应II的化学方程式为 。为测定热电厂排放气中SO2的含量，进行了如下实验:标准状况下，将排放气匀速通入100 mL 0.5