2023版高考化学一轮复习新题精练第四章非金属及其化合物课件

第四章非金属及其化合物考点1氯及其化合物

必备知识新题精练1.[2022广东广州调研]下列有关氯及其化合物的性质与实际应用不相符的是()题组1

氯及其化合物答案1.A氯气与氢气反应生成氯化氢,氯化氢溶于水得到盐酸,跟氯气是黄绿色气体没有关系,A项不相符。选项性质实际应用ACl2是黄绿色气体工业上用氯气和氢气制造盐酸BHCl具有强酸性盐酸用于生产洁厕剂C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物D熔融NaCl可导电电解熔融NaCl制备Na2.[2022上海徐汇区一模]室温下,1体积的水能溶解约2体积的Cl2。用量筒收集Cl2后进行如图所示实验。下列对实验现象的分析正确的是()A.量筒内液面上升,证明Cl2与H2O发生了反应B.量筒中还剩余气体,是因为Cl2的溶解已达到饱和C.取出量筒中的溶液,在空气中放置一段时间后溶液pH下降,是由于Cl2的挥发D.向大理石中滴加量筒中的溶液,产生气泡,是因为Cl2与H2O反应生成盐酸2.D氯气溶于水,也能使液面上升,A项错误;若气体全部为氯气,水会充满量筒,若收集的氯气不纯则会导致水不能充满量筒,B项错误;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,在空气中放置一段时间后,次氯酸分解变为盐酸和氧气,使溶液pH下降,C项错误;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,向大理石中滴加量筒中的溶液,盐酸与大理石反应生成二氧化碳,产生气泡,D项正确。答案

包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪泄漏处理用NaOH或NaHSO3溶液吸收

答案4.[2022江苏靖江调研]工业上常用电解饱和食盐水制备氯气,实验室常用MnO2与浓盐酸制备氯气,下列装置能达到相应实验目的的是()4.D用电解法制氯气时,不能用铁作阳极,可以用石墨棒,A项不符合题意;二氧化锰和浓盐酸需要在加热条件下才能反应,B项不符合题意;除去氯气中的HCl,应该用饱和食盐水,C项不符合题意;氯气的密度比空气的大,采用向上排空气法收集,且可以用氢氧化钠溶液处理尾气,D项符合题意。答案5.[2022广东四校联考]“价类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型,且体现了化学变化之美。如图为氯元素的“价类二维图”。下列说法正确的是()

答案

6.B发生器中发生反应SO2+H2SO4+2NaClO3===2NaHSO4+2ClO2,故母液中含有的溶质有NaHSO4,A项正确;吸收塔中发生反应2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2,ClO2将H2O2氧化为O2,则氧化性:ClO2>H2O2,B项错误;纯ClO2易分解爆炸,故发生器中鼓入空气的主要目的是稀释ClO2以防爆炸,C项正确;H2O2受热易分解,因此吸收塔中温度不宜过高,D项正确。答案7.[2022浙江浙南名校联考]关于化合物KICl2的性质,下列推测不合理的是()A.与KOH反应可生成两种盐B.受热分解生成KI和Cl2C.具有强氧化性D.与KI反应可生成I2和KCl题组2

卤族元素的性质及递变规律海水资源的开发利用7.B【解题关键】KICl2中,钾元素是+1价,碘元素是+1价,氯元素是-1价,可写成KCl·ICl。ICl为卤素互化物,具有与卤素单质相似的性质。KICl2与KOH反应可生成KIO、KCl和H2O,A项正确;Cl2会与KI反应,故KICl2受热分解不会生成KI与Cl2,B项错误;该物质中,+1价的I具有强氧化性,C项正确;KI中的碘元素为-1价,KI可与KICl2发生归中反应,生成I2和KCl,D项正确。答案8.[2022山西太原检测]“空气吹出法”是目前海水提溴最成熟的工业方法,部分工艺流程如下:下列说法错误的是()A.步骤③发生反应后溶液的酸性增强B.溶液中Br2的浓度:Ⅰ<ⅡC.步骤②利用了溴易挥发的性质D.使用乙醇萃取溶液Ⅱ中的Br2后再蒸馏8.D步骤③发生的反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,生成的HBr、H2SO4均为强酸,故反应后溶液的酸性增强,A项正确;步骤②~④是Br2的富集,故溶液中Br2的浓度:Ⅰ<Ⅱ,B项正确;因为溴单质易挥发为溴蒸气,所以用热空气吹出,步骤②利用了溴易挥发的性质,C项正确;乙醇与水互溶,不能作为萃取剂,D项错误。答案

答案关键能力强化提升

(3)步骤Ⅱ是侯氏制碱法的重要步骤,即将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中,使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出,写出该反应的化学方程式:

。

(4)流程中制漂白粉的反应中,消耗标准状况下11.2LCl2时,转移电子的物质的量是

mol。

(5)图1中虚框内提镁的过程中,没有涉及的化学反应类型是

(填标号)。

A.化合反应B.分解反应C.复分解反应 D.置换反应(6)空气吹出的Br2可以用纯碱溶液吸收,得到含NaBr和NaBrO2的溶液,同时有CO2放出,该反应的离子方程式是

。

(7)图2所示是实验室的蒸馏装置,可利用此装置将海水淡化,该装置中有一处错误,该错误之处是

。

图2

答案

答案3.[2022河南洛阳考试]常温下,一氧化二氯(Cl2O)是棕黄色刺激性气体,是一种高效的氧化剂,沸点为3.8℃,易溶于CCl4,遇水易生成不稳定的HClO。实验室制备Cl2O的反应原理为2Cl2+2HgO===HgCl2·HgO+Cl2O,现用下列装置制备少量Cl2O(加热和夹持装置略去)。已知:HgCl2·HgO是难溶于CCl4的固体。回答下列问题:(1)各装置的连接顺序为A→

→

→D→

→E(填字母,装置可以重复使用)。

(2)A为氯气发生装置,A中发生反应的离子方程式为

(锰被还原为Mn2+)。(3)C装置的作用是

,若没有B装置,D中除发生主反应外,还可能发生反应的化学方程式是

。

(4)装置D中的操作:把CCl4加入三颈瓶中,用冰水浴冷却,通入氯气至含量达到50g·L-1,停止供氯,加入HgO固体,加热三颈瓶至25℃,搅拌45min,氯气几乎完全反应。过滤三颈瓶内的混合物,若实验前后D中液体体积不变,测得滤液中Cl2O的含量为24.5g·L-1,则Cl2O的产率=

(保留两位有效数字)。

(5)实验完成后,取E中烧杯内溶液滴加品红溶液,发现溶液褪色,该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。①A=

。

②由上述实验Ⅰ、Ⅲ得出的结论是

。序号ⅠⅡⅢV(0.1mol·L-1NaClO溶液)/mL5.005.0V(0.1mol·L-1NaCl溶液)/mL05.00V(0.1mol·L-1NaOH溶液)/mL0A5.0V(H2O)/mL5.000品红溶液3滴3滴3滴现象较快褪色不褪色较慢褪色

答案考点2硫及其化合物必备知识新题精练1.[2022湖北七市(州)调研]2022年1月,汤加火山喷发产生大量SO2。下列有关SO2的说法正确的是()A.大气中的SO2主要来自火山喷发B.SO2是直线形分子C.食品中添加适量的SO2可以起到漂白和防腐等作用D.可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验气体中的SO2题组1硫及其化合物1.C大气中的二氧化硫主要来自含硫矿物的燃烧,A项错误;SO2的中心原子S的价层电子对数为3,有1个孤电子对,SO2的空间构型为V形,B项错误;二氧化硫不与盐酸酸化的氯化钡溶液反应,可用品红溶液检验SO2,D项错误。答案2.[2022广东韶关一模]硫及其化合物的“价类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是()A.硫单质在氧气中燃烧可直接生成cB.b能使酸性KMnO4溶液褪色,体现其漂白性C.存在a→d的转化关系D.Al与d的浓溶液不反应,可用铝制容器盛装d的浓溶液2.C根据硫及其化合物的“价类二维图”可知,a为H2S、b为SO2、c为SO3、d为H2SO4、e为硫酸盐。硫单质在氧气中燃烧只能生成SO2,不能直接生成SO3,A项错误;SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现的是SO2的还原性,B项错误;H2S与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀和H2SO4,存在a→d的转化关系,C项正确;Al与冷浓硫酸发生钝化,在铝表面形成致密的氧化膜,阻止内部金属继续反应,该过程发生了氧化还原反应,D项错误。答案3.[2022辽宁部分重点高中一模]硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,物质间的转化过程如图所示。下列叙述不正确的是()A.反应过程中,CuCl2、FeCl3可以循环利用B.总反应的化学方程式为2H2S+O2

2S+2H2OC.由图示的转化关系可得出氧化性:O2>Cu2+>SD.保持溶液中Fe3+的量不变,反应中消耗标准状况下22.4L的O2,可以生成64g硫3.C从图示可以看出,Cu2+和H2S发生反应生成CuS,离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+

①,生成的CuS和Fe3+反应生成Cu2+、Fe2+和S,离子方程式为CuS+2Fe3+===S+Cu2++2Fe2+

②,生成的Fe2+和氧气反应生成Fe3+,离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O

③,①×2+②×2+③可得总反应:2H2S+O22S+2H2O,在整个反应过程中,CuCl2和FeCl3可以循环使用,A项、B项正确。反应①中没有元素的化合价发生变化,不是氧化还原反应,反应②中氧化剂Fe3+的氧化性强于氧化产物S的氧化性,反应③中氧化剂O2的氧化性强于氧化产物Fe3+的氧化性,故氧化性:O2>Fe3+>S,C项错误。由反应2H2S+O2

2S+2H2O可知,反应中消耗标准状况下22.4L(即1mol)的O2,可以生成2mol(即64g)S,D项正确。答案4.[2022辽宁葫芦岛质检]利用黄铁矿(主要成分为FeS2,其中S的化合价为-1)生产硫酸的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是()A.将黄铁矿粉碎,可提高其在沸腾炉中的化学反应速率B.沸腾炉中每生成1molSO2,有11mole-发生转移C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率D.吸收塔中排放的尾气可通过氨吸收转化成氮肥4.B将黄铁矿粉碎,可增大接触面积,提高其在沸腾炉中的化学反应速率,A项正确;沸腾炉中FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2,化学方程式是4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,每生成1molSO2,有5.5mole-发生转移,B项错误;接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高SO2的转化率,提高原料利用率,C项正确;吸收塔中排放的尾气可通过氨吸收,转化成硫酸铵,铵盐可用作氮肥,D项正确。答案5.[2022湖南常德检测]NaHSO3可用于棉织物及有机物的漂白,在染料、造纸、制革、化学合成等工业中用作还原剂。实验室中制备少量NaHSO3的装置图(加热装置略去)如下:下列说法正确的是()A.实验开始前的操作:打开K,通入一段时间空气B.装置C中发生的主要反应为Na2CO3+2SO2+H2O===2NaHSO3+CO2C.装置D中的液体为澄清石灰水D.若制得的NaHSO3溶液中含有Na2SO4杂质,可通过加入适量BaCl2溶液过滤除去

答案6.[2022河南三门峡检测]某同学在实验室选用下列实验装置,验证浓硫酸与木炭反应的生成物。下列说法错误的是()A.浓硫酸与木炭的反应中,浓硫酸仅表现出强氧化性B.验证产物的正确连接顺序为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→ⅣC.装置Ⅱ中两侧品红溶液在实验设计中的作用不相同D.若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,无法检验产物中有无CO26.D

浓硫酸与木炭反应时,浓硫酸转化为SO2,浓硫酸只表现出强氧化性,A项正确;木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O,先用无水硫酸铜检验水,然后用品红溶液检验二氧化硫,用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫,用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,最后用澄清石灰水检验二氧化碳,验证产物的正确连接顺序为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ,B、C项正确;若连接顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,无法检验产物中是否存在水蒸气,D项错误。答案7.[2022陕西渭南考试]2022年第24届冬季奥林匹克运动会的三大理念是“以运动员为中心、可持续发展、节俭办赛”。下列做法与可持续发展理念相违背的是()A.用天然气代替汽油和柴油作发动机燃料B.加高工厂的烟囱,使烟尘和废气远离地表C.禁止未经处理的工业废水和生活污水任意排放D.推广使用煤炭、石油脱硫技术题组2

环境保护与绿色化学7.B用天然气代替汽油和柴油作发动机燃料,符合可持续发展理念,A项不符合题意;加高工厂的烟囱,使烟尘和废气远离地表,并未减少污染,不符合可持续发展理念,B项符合题意;禁止未经处理的工业废水和生活污水任意排放,符合可持续发展理念,C项不符合题意;推广使用煤炭、石油脱硫技术,符合可持续发展理念,D项不符合题意。答案8.[2022辽宁六校联考]硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是()A.火山口附近的单质硫燃烧时可直接生成SO3B.硫循环中硫的化合物均为无机物C.硫酸盐在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下被还原为R1—S—R2D.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放8.C单质硫燃烧时只能生成二氧化硫,A项错误;由图可知,硫循环中硫的化合物有含硫的有机物,B项错误;由图可知,在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下,硫酸盐中硫元素可被还原为R1—S—R2,C项正确;烧煤时加石灰石可减少形成酸雨的二氧化硫的排放,但不能减少温室气体二氧化碳的排放,D项错误。答案关键能力强化提升1.[2022广东广州调研]SO2的防治与利用对于环境保护意义重大。某小组在实验室中对SO2的性质及回收利用等相关问题进行探究。(1)用图1所示装置制备纯净的SO2,发生装置中反应的化学方程式为

,装置的连接顺序为a→

(按气流方向,用字母表示)。

(2)用如图2所示装置探究SO2的性质。限选试剂:NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉-KI溶液、新制H2S溶液。(3)工业上回收利用SO2的一种途径是SO2

(NH4)2SO3

(NH4)2SO4,该小组同学在实验室中对步骤Ⅱ进行探究,一定条件下向一定体积、一定浓度的(NH4)2SO3溶液中通入空气后,欲测定溶液中(NH4)2SO3的氧化率。可设计实验方案:

(试剂任选,不必描述操作过程的细节)。实验操作实验现象解释原因

图2用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶中产生乳白色浑浊+4价S具有①性用注射器将②溶液注入充满SO2的烧瓶中③+4价S具有还原性,反应的离子方程式为④

答案2.[2022四川成都一诊]亚硫酰氯(SOCl2)是一种重要的化工试剂,被广泛应用于结晶水合物的脱水和有机合成。工业上合成方法之一是:PCl5(s)+SO2(g)===POCl3(l)+SOCl2(l)ΔH=-101.4kJ·mol-1。已知相关物质的熔沸点及水解性如表:某小组在实验室模拟工业制亚硫酰氯,设计如下实验。(1)A装置中发生反应的化学方程式为

。

(2)B装置中盛装的a试剂为

;C装置中X仪器的名称是

。

(3)①反应过程中C装置的烧瓶要放在冰水浴中,原因是

。

②判断PCl5已与SO2完全反应的实验现象是

。

(4)反应结束后,从双颈烧瓶中的液体得到较纯净的亚硫酰氯需进行的操作是

。

(5)①用SOCl2与MgCl2·6H2O混合加热可得无水MgCl2,其反应的化学方程式为

。

②因易发生副反应,SOCl2不宜用于FeCl3·6H2O的脱水反应制取无水FeCl3。试设计实验证明两者混合加热时发生了副反应

。

答案3.[2022山东潍坊一模]硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及还原剂,受热、遇酸易分解。学习小组用如图装置模拟古法制硫酸,同时利用生成的SO2气体制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)。已知:①2FeSO4·7H2O

Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O;②SO3的沸点为44.8℃;③Na2S2O3中S元素的化合价分别为-2和+6。(1)检查装置气密性,加入药品。Na2S和Na2CO3混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制,目的是

,D装置中试剂为

。

(2)实验过程操作:①打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2;②关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,加热绿矾;③C处溶液pH约为8时停止加热;④在m处连接盛有NaOH溶液的容器……;⑤从锥形瓶中得到Na2S2O3晶体。使用pH传感器始终观测混合溶液pH的原因是

;补充完善操作④

。

(3)步骤⑤中需水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止,使用水浴加热的原因是

。(4)学习小组探究Na2S2O3的性质:取Na2S2O3晶体,溶解配成0.2mol·L-1的溶液;取4mL溶液,向其中加入1mL饱和氯水(pH=2.4),溶液立即出现浑浊。对溶液变浑浊的原因提出假设:假设1:氯水氧化了-2价硫元素;假设2:酸性条件下Na2S2O3分解产生S。实验验证:a、b试管均盛有4mL0.2mol·L-1Na2S2O3溶液。①用胶头滴管向试管b中加入的试剂为

。

②依据现象,S产生的主要原因是

(用离子方程式表示)。

答案考点3氮及其化合物必备知识新题精练1.[2022江苏泰州中学质检]下列氮及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是()A.N2不溶于水,部分地区储藏蔬菜和水果常充氮气来防止其氧化腐烂B.液氨易汽化,可用作制冷剂C.KNO3具有氧化性,可用于制黑火药D.硫酸铵溶液显酸性,可用作除锈剂题组氮及其化合物

答案2.[2022广东湛江联考]《物理小识》卷七《金石类》中指出:有硇水者,剪银块投之,则旋而为水。下列有关“硇水”(硝酸)的说法错误的是()A.“硇水”易挥发、不稳定B.“硇水”能溶解所有金属C.常温下,“硇水”的pH<7D.“硇水”的溶质是强电解质2.B硝酸易挥发,且易分解为二氧化氮、氧气和水,所以硝酸不稳定,A项正确;硝酸不能溶解铂、金等不活泼金属,B项错误;硝酸能电离出氢离子,溶液显酸性,常温下,溶液的pH<7,C项正确;硝酸在溶液中完全电离,硝酸是强电解质,D项正确。答案

答案4.[2022广东广州一测]部分含氮物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是

（）A.a既可以被氧化,也可以被还原B.c溶于水可得d和bC.将铜丝插入d的浓溶液可产生bD.自然界中存在a→b→c→d→e的转化4.C

a为N2,氮元素为0价,处于中间价态,既可以被氧化,又可以被还原,A项正确;c为NO2,NO2溶于水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,可得到d(HNO3)和b(NO),B项正确;铜丝与浓HNO3反应生成NO2,C项错误;N2和O2在放电或高温条件下生成NO,2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,硝酸随雨水进入土壤,和土壤中的矿物质反应生成硝酸盐,D项正确。答案5.[2022浙江杭州重点中学考试]叠氮化钠(NaN3)用作汽车司机安全防护袋(内有Fe2O3)的气源;可用次氯酸钠溶液对含有NaN3的溶液进行销毁,产生无毒无害物质。下列说法不正确的是(

)A.叠氮化钠(NaN3)水溶液呈碱性B.当汽车受撞击时产生的Na与Fe2O3反应,产物为Na2O2和FeC.安全防护袋内Fe2O3可用CuO或KNO3代替D.销毁时的反应:NaClO+2NaN3+H2O===NaCl+2NaOH+3N2↑5.B叠氮化钠会与水发生反应生成氢氧化钠,故其水溶液显碱性,A项正确;氧化铁的氧化性比Na2O2的弱,不能将Na氧化成过氧化钠,B项错误;Fe2O3的作用是与NaN3分解产生的Na反应,防止Na对人体造成伤害,硝酸钾能与钠反应生成N2、K2O和Na2O,CuO可与钠反应生成Cu和Na2O,均可用于处理生成的钠,C项正确;次氯酸钠具有强氧化性,结合题中“产生无毒无害物质”知,其可以与叠氮化钠发生氧化还原反应,生成NaCl、NaOH和N2,D项正确。答案6.[2022江苏启东监测]下列实验装置是验证干燥的氯气和氨气能否反应的部分装置(两种气体混合的反应装置略去),其中能达到实验目的的是

（）A.用装置甲制取氯气B.用装置乙制取氨气C.用装置丙分别干燥氯气和氨气D.用装置丁吸收反应后的尾气6.D实验室中浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气需要加热,A项不符合题意;氯化铵分解生成氨气和氯化氢,但二者会在试管口反应再次生成氯化铵,因此实验室不用装置乙制取氨气,B项不符合题意;氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵,因此不能用装置丙干燥氨气,C项不符合题意;氨气极易溶于水,要注意防倒吸,氯气与NaOH溶液反应,因此能用装置丁吸收反应后的尾气,D项符合题意。答案7.[2022河北石家庄一检]合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图如下:下列说法错误的是

（）A.吸收塔中通入过量A的目的是提高硝酸的产率B.氧化炉中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶5C.工业生产中可选择铝作为罐体材料盛装大量浓硝酸D.可用Na2CO3溶液吸收硝酸生产中的尾气7.B氧化炉中出来的气体为NO,吸收塔中发生反应2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO,因此A为空气或氧气,通入过量氧气或空气可将NO全部转化为HNO3,提高硝酸的产率,A项正确;氧化炉中发生反应4NH3+5O24NO+6H2O,O2为氧化剂,NH3为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4,B项错误;常温下铝遇浓硝酸钝化,C项正确;Na2CO3可与NO2发生反应Na2CO3+2NO2===NaNO2+NaNO3+CO2,从而吸收硝酸生产中的尾气,D项正确。答案8.[2022湖北百校联考]实验室模拟氨催化氧化的装置如图所示。已知:装置③中收集到了红棕色气体。下列说法错误的是

（）A.装置①中可以盛装碱石灰B.氨催化氧化可直接生成NO2C.装置④中的溶液可能会变红D.装置⑤的作用是处理尾气,气体X的主要成分为N28.B【实验分析】空气通入浓氨水后,含氨气和氧气的混合气体经装置①干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管,发生催化氧化反应4NH3+5O2

4NO+6H2O,生成的气体经过无水CaCl2后,氨气和水蒸气被除去,在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO2,装置④中的溶液可以吸收排出的NO2,尾气中的NO2、NO在装置⑤中被吸收,因此装置⑤中可以选用氢氧化钠溶液。装置①中可以盛装碱石灰干燥含氨气和氧气的混合气体,A项正确;氨催化氧化生成NO,NO和O2反应生成NO2,B项错误;装置④中的溶液吸收NO2,可发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,生成的HNO3会使石蕊试液变红,C项正确;无水CaCl2可以除去氨气和水蒸气,装置④中的溶液可以吸收排出的二氧化氮,尾气中的NO2、NO在装置⑤中被吸收,故装置⑤的作用是处理尾气,气体X的主要成分为N2,D项正确。答案9.[2022安徽皖江名校联考]利用如图所示装置进行相关实验的探究,下列说法错误的是

（）A.可通过拉动a或b的活塞来检查装置的气密性B.将a中的浓硝酸注入c中后,先产生无色气体,然后气体逐渐变成红棕色C.反应一段时间后,d先变红后褪色D.实验结束后,向广口瓶中注入b中溶液,溶液由红色变为无色9.B向外拉动a或b的活塞,松开后若看到活塞几乎能恢复到原位,说明装置气密性良好,A项正确;将a中的浓硝酸注入c中后,Cu与浓硝酸发生氧化还原反应直接生成红棕色的NO2,B项错误;Cu与浓硝酸反应生成的NO2被湿润的蓝色石蕊试纸吸收生成HNO3,HNO3具有酸性,可使蓝色石蕊试纸变红,又由于HNO3具有强氧化性,可将试纸氧化漂白为无色,因此反应一段时间后,观察到试纸d先变红后褪色,C项正确;滴有酚酞的NaOH溶液显红色,向广口瓶中注入b中的NaOH溶液后,NaOH溶液与NO2反应,溶液的颜色逐渐由红色变为无色,D项正确。答案关键能力强化提升1.[2022江苏南京、盐城一模]水溶性硝态氮(以NO3-、NO2-等形式存在)是水体污染物之一,须处理达到国家规定的标准后才能排放。(1)在反硝化细菌作用下,用葡萄糖处理酸性废水中的产生两种对大气无污染的气体。该反应的离子方程式为

。

(2)纳米铁铜双金属有巨大的比表面积和很高的反应活性,可用于水体脱硝。①纳米铁铜双金属与普通铁铜双金属脱硝效果(以处理某硝酸盐为例)如图1所示。在0到20min内,纳米铁铜双金属脱硝效果显著,其原因可能是

。②研究表明水体中溶解氧的存在降低了纳米铁铜双金属脱硝的效果,验证的实验方案是

。

(3)科学家提出了利用厌氧氨氧化菌细胞中的三种酶处理废水中NH3和

的生化反应模型,其反应机理如图2所示。在NR酶和HH酶作用下的反应过程可分别描述为

、

。

答案2.[2022陕西西安五校联考]学习小组在实验室中利用图1所示装置制备N2H4并进行相关性质的探究。

Ⅰ.制备实验:NH3和NaClO溶液反应制取N2H4。(1)①中装有MnO2的装置名称为

。

(2)③中分液漏斗中盛放的试剂为

(填化学式)。

(3)制备N2H4的离子方程式为

。

Ⅱ.探究实验:探究N2H4的还原性和碱性。将制得的肼分离提纯后,进行如图2所示实验:【查阅资料】AgOH在溶液中不稳定,易分解生成黑色的Ag2O,Ag2O可溶于氨水。【提出假设】黑色固体可能是Ag、Ag2O中的一种或两种。【实验验证】设计如下方案,进行实验,请完成表中的空白部分。(4)实验表明,黑色固体主要是Ag,还有少量的Ag2O,请解释产生Ag2O的原因

。

(5)在制备实验中,需要先打开⑤的酒精灯,待得到饱和氨水后,再打开③中分液漏斗滴加少量溶液。请结合物质性质说明该操作的目的是

。2.【参考答案】Ⅰ.(1)圆底烧瓶(2)NaOH

(3)ClO-+2NH3===N2H4+Cl-+H2OⅡ.①加入足量氨水,振荡②黑色固体完全溶解,并有气体产生,试管口气体呈红棕色(4)肼的溶液呈碱性,与硝酸银溶液反应生成氢氧化银沉淀,AgOH分解获得氧化银(5)防止NaClO过量,将生成的肼氧化【解题思路】Ⅰ.(2)根据题意,用NH3和NaClO溶液反应制取N2H4,①为制取Cl2的装置,⑤为制取NH3的装置,则③用于制取N2H4,③中分液漏斗中盛放的试剂为NaOH,氯气与NaOH反应生成NaClO。(3)NH3→N2H4,N元素化合价升高,则NaClO中Cl元素反应后化合价降低,转化成Cl-,由化合价升降法可配平离子反应方程式。Ⅱ.①由Ag2O可溶于氨水,而Ag不溶于氨水知,取少量黑色固体于试管中,加入足量氨水,振荡,若黑色固体不溶解,则黑色固体是Ag。②实验3中的现象ⅰ说明上层清液中有银氨溶液,即黑色固体中有Ag2O,若现象ⅱ为黑色固体完全溶解,并有气体产生,试管口气体呈红棕色,则说明黑色固体中还有Ag,银与稀硝酸反应生成NO气体,NO在试管口遇氧气,反应生成红棕色的二氧化氮气体。(5)由题中信息可知,肼具有还原性,NaClO具有氧化性,故在制备实验中,需要先打开⑤的酒精灯,待得到饱和氨水后,再打开③中分液漏斗滴加少量溶液,目的是防止NaClO过量,将生成的肼氧化。答案3.[2022广东广州调研]铁粉与硝酸反应可制备硝酸铁,硝酸铁溶液可用于刻蚀银器。铁粉用量和硝酸浓度都会影响反应产物。Ⅰ.常温下过量铁粉与不同浓度硝酸反应的还原产物的探究。利用如图所示装置进行实验,其中装置A为氮气氛围。(1)实验一:硝酸浓度为12.0mol·L-1时,硝酸的还原产物主要是NO2。装置B中NO2发生反应的化学方程式为

。

(2)实验二:硝酸浓度为6.0mol·L-1时,硝酸的还原产物主要是NO。利用上述装置进行实验时,证明还原产物主要是NO的现象是

。

(3)实验三:硝酸浓度为0.5mol·L-1时,过量铁粉与硝酸反应产生H2,充分反应后所得溶液几乎无色。取装置A中上层清液,加入过量NaOH溶液并煮沸,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。过量铁粉与0.5mol·L-1硝酸混合发生反应的离子方程式有:①Fe+2H+===Fe2++H2↑;②

。Ⅱ.硝酸铁溶液刻蚀银器的原理探究。已知:①0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约为1.6。②将5mL0.1mol·L-1硝酸铁溶液滴加到有银镜的试管中,1min后银镜完全溶解。

提出猜想猜想a:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。猜想b:酸性条件下NO3-能氧化Ag。设计实验,验证猜想实验结论:硝酸铁溶液刻蚀银器的原理是0.1mol·L-1硝酸铁溶液中的Fe3+和NO3-均能氧化Ag。

答案

考点4

碳、硅及其化合物无机非金属材料必备知识新题精练题组1

碳及其化合物1.[2022江苏常州八校联考]下列选项中碳及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(

)A.炭能燃烧,可用作除味剂B.CO具有还原性,可用于铁的冶炼C.Na2CO3易溶于水,可用于去除油污D.NaHCO3能与碱反应,可用于烘焙糕点

答案

答案题组2

硅及其化合物无机非金属材料3.[2022广东四校联考]我国的古代文物呈现了瑰丽的历史文化。下列文物的主要成分不是硅酸盐的是()3.A玛瑙的主要成分是SiO2,不是硅酸盐,A项符合题意;青花瓷器的主要成分是硅酸盐,B项不符合题意;唐三彩凤首壶是唐代的陶瓷制品,主要成分是硅酸盐,C项不符合题意;大禹治水图玉山的主要成分是硅酸盐,D项不符合题意。答案4.[2022新疆乌鲁木齐一测]部分含硅物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是()A.常温常压下,b一定是固体B.将CO2通入e的水溶液中可制得d的胶体C.工业上用木炭作还原剂,将c转化为a的过程中,产生大量的CO2D.存在a→c→d→e直接转化的关系4.B

b是卤化硅,常温常压下,SiF4是气体,SiCl4、SiBr4是液体,A项错误;硅酸盐和CO2反应可以生成H2SiO3胶体,B项正确;a是Si单质,c是SiO2,木炭和SiO2反应生成CO,C项错误;SiO2不能与水反应生成H2SiO3,即c不能直接转化为d,D项错误。答案5.[2022广东深圳宝安区一模]以硅石(主要成分为SiO2)为原料制备冶金级高纯硅的一种工艺流程如图。已知:SiHCl3在常温下是易挥发、易水解的无色液体。下列叙述不正确的是()A.“酸浸”主要是除去粗硅中的氧化镁,可用稀盐酸代替稀硫酸B.该生产工艺中可循环使用的物质只有H2C.“氧化”“分离”与“热解”过程均需要在无水、无氧的条件下进行D.“氧化”过程的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H25.B【流程分析】SiO2和金属镁在高温下反应生成MgO和Si,加入稀硫酸除去氧化镁,过滤得到粗硅,“氧化”过程为粗硅与HCl反应生成SiHCl3和H2,经“分离”得到SiHCl3,“热解”过程为SiHCl3与H2反应生成高纯硅和HCl。由上述分析可知,“酸浸”是为了除去MgO,由于稀盐酸与Si不反应,故也可以用稀盐酸代替稀硫酸,A项正确;根据流程分析可知,H2、HCl既是反应物也是生成物,故可循环利用的物质还有HCl,B项错误;由于SiHCl3易水解,且H2属于易燃易爆气体,故“氧化”“分离”与“热解”过程均需要在无水、无氧条件下进行,C项正确;“氧化”过程的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2,D项正确。答案关键能力强化提升1.[2022陕西西安考试]硅藻土的主要成分为无定形的SiO2,还含有少量Fe2O3、Al2O3及有机物等杂质。工业上用硅藻土制备纳米二氧化硅的流程如图所示。(1)煅烧硅藻土的目的是

。

(2)在加热条件下加入烧碱时主要反应的化学方程式为

。

(3)加入过量硫酸后生成沉淀的化学方程式为

。

(4)工艺师常用

(填物质名称)来雕刻玻璃,雕刻时发生反应的化学方程式为

。

(5)许多人喜欢佩戴玉石饰品。玉石的主要成分为硅酸盐,硅酸盐可以用氧化物的形式表示,如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O,则南阳玉(CaAl2Si2O8)可用氧化物的形式表示为

。

(6)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,根据该现象推断Na2SiO3可用作

的原料。1.【参考答案】(1)除去有机杂质(2)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(3)Na2SiO3+H2SO4===Na2SO4+H2SiO3↓(4)氢氟酸4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O(5)CaO·Al2O3·2SiO2

(6)防火剂【流程分析】硅藻土煅烧可除去有机杂质,加入烧碱,SiO2、Al2O3均可与NaOH反应,Fe2O3不能与NaOH反应,故过滤后所得滤渣为Fe2O3,滤液中的溶质为硅酸钠、偏铝酸钠,加入硅酸钠、水调节浓度,然后加入过量硫酸经沉淀、静置后过滤,硅酸沉淀经洗涤、干燥,得到纳米二氧化硅。【解题思路】(1)煅烧硅藻土的目的是除去有机杂质。(2)在加热条件下加入烧碱,二氧化硅、氧化铝均可与氢氧化钠反应,主要发生二氧化硅与NaOH的反应,其化学方程式为SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。(3)根据强酸制弱酸的规律,向溶液中加入过量硫酸后,Na2SiO3与H2SO4反应生成硅酸沉淀,反应的化学方程式为Na2SiO3+H2SO4===Na2SO4+H2SiO3↓。(4)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃,雕刻时发生反应的化学方程式为4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O。(5)参照和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)的氧化物的形式,可知南阳玉(CaAl2Si2O8)可用氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·2SiO2。(6)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na2SiO3可用作防火剂的原料。答案

答案

答案

专项

非金属及其化合物对环境的影响

1.[2022山西晋中期末]2021年9月24日,中科院科研团队在国际知名学术期刊《科学》上发表了“利用二氧化碳人工合成淀粉”的科研成果,如图是合成过程相关反应路径(部分反应条件、产物等均已略去)。下列有关说法不正确的是()A.淀粉属于多糖,是一种高分子有机物B.制氢气的过程实现了太阳能→电能→化学能的转化C.CO2→CH3OH→HCHO的转化过程中碳元素均被还原D.利用二氧化碳人工合成淀粉,对于碳中和以及生物制造等方面都将产生积极的影响1.C淀粉属于多糖,化学式是(C6H10O5)n,是一种高分子有机物,A项正确;用太阳能发电分解水制氢气的过程实现了太阳能→电能→化学能的转化,B项正确;CH3OH→HCHO为氧化反应,碳元素化合价升高,被氧化,C项错误;利用二氧化碳人工合成淀粉,可减少二氧化碳,有利于碳中和,制得的淀粉可用于食品,D项正确。答案2.[2022广东佛山质检]火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,转化过程如图所示。下列说法错误的是()A.SO3由SO2氧化产生B.FeS2等矿物转化为石膏时,需要暴露于地球表面C.火山喷发时收集的雨水放置于空气中后,pH变大D.火山喷发口附近可能发现硫黄2.C由SO2转化为SO3的过程中,S的化合价升高,被氧化,故SO3由SO2氧化产生,A项正确。FeS2等矿物转化为石膏时,需要被氧气氧化,故需要暴露于地球表面,B项正确。火山喷发时收集的雨水放置于空气中,发生反应【突破口】对比FeS2和CaSO4·2H2O的化学式可知,S的化合价升高,生成物中有氧元素,故反应需要空气中氧气的参与。2H2SO3+O2===2H2SO4,雨水的酸性增强,pH变小,C项错误。由题图可知,火山喷发出的气体中含有硫化氢和二氧化硫,二者相遇后可发生反应生成硫单质,所以火山喷发口附近可能发现硫黄,D项正确。答案3.[2022江西吉安期末]碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体工艺流程如图所示。下列说法正确的是()A.该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”B.分离器中分离物质的操作为过滤C.膜反应器中,增大压强有利于提高化学反应速率和HI的平衡转化率D.碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+I2H2+2H2SO4+2HI3.A反应器中,I2和SO2反应生成H2SO4和HI,反应的化学方程式为SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,在膜反应器中发生反应:2HII2+H2,反应器中消耗的碘的量等于膜反应器中生成的碘的量,该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”,A项正确;分离器中的物质为氢碘酸和硫酸,利用二者沸点的不同,应采用蒸馏的方法进行分离,B项错误;膜反应器中发生的反应为2HI(g)H2(g)+I2(g),该反应为反应前后气体分子数不变的反应,增大压强有利于提高反应速率,但不能提高HI的平衡转化率,C项错误;将反应器中发生反应的化学方程式和膜反应器中发生反应的化学方程式相加得SO2+2H2OH2SO4+H2,D项错误。答案4.[2022辽宁名校联考]雾霾中含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO可获得Na2S2O4和NH4NO3产品,工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A.Na2S2O4具有还原性B.装置Ⅱ消耗27g水生成3NA个H+(NA代表阿伏加德罗常数的值)C.装置Ⅲ用甲烷燃料电池进行电解,当消耗24g甲烷时,理论上可再生10molCe4+D.装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤

答案情境创新专练提升素养拓展思维1.[2022广东深圳外国语学校检测](生产环保情境:SO2气体在不同空气中形成酸雨的过程)化石燃料、化工生产、火山喷发都因含硫而易形成酸雨,某科研机构研究发现SO2气体在不同空气中形成酸雨的过程如下:下列有关说法错误的是()A.光照和空气是形成酸雨的必要条件B.净化空气和优化能源结构可有效减少酸雨的形成C.空气污染程度与酸雨形成的速率存在一定关系D.SO2气体转化为H2SO4型酸雨的每一步必须经过氧化还原反应实现1.D根据SO2气体在不同空气中形成酸雨的过程,可知光照和空气是形成酸雨的必要条件,A项正确;净化空气能减慢形成酸雨的速率,优化能源结构可减少二氧化硫的排放,有效减少酸雨的形成,B项正确;根据图示,空气污染程度越大,酸雨形成的速率越快,C项正确;SO2气体在光照条件下转化为激发态的SO2,元素化合价不变,不属于氧化还原反应,D项错误。答案2.[2022广东深圳六校联考](实验探究情境:“84”消毒液能否与75%医用酒精反应)公共场所需要经常进行消毒,75%医用酒精和“84”消毒液都能有效消灭病毒。某化学兴趣小组为探究“84”消毒液(有效成分为NaClO)能否与75%医用酒精反应,进行如图所示实验。实验现象:实验Ⅰ中湿润的淀粉碘化钾试纸在3min时变蓝,实验Ⅱ中湿润的淀粉碘化钾试纸在8min时变蓝。(1)实验室制备“84”消毒液的化学方程式为

。

(2)将25mL无水乙醇配成75%医用酒精,下列仪器中不需要用到的是

(填标号)。

(3)实验Ⅰ中,使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的物质是

(写化学式)。

(4)实验Ⅱ中,湿润的淀粉碘化钾试纸也变蓝的原因可能是

。

A

B

C

D

答案

题型专练创新集训1.[2022江苏南京、盐城一模](综合创新:“一对多”命题)阅读下列资料,完成Ⅰ~Ⅲ题:SO2既是大气主要污染物之一,又在生产生活中具有广泛应用,如可用于生产SO3进而制得硫酸等,其反应原理为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ·mol-1。实验室可用铜和浓硫酸制取SO2。Ⅰ.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列说法正确的是()A.该反应在任何条件下都能自发进行B.反应达平衡后再通入O2,SO3的体积分数一定增大C.反应分别在高温、催化剂条件下进行均可增大SO2的平衡转化率D.2molSO2(g)和1molO2(g)所含共价键的键能总和比2molSO3(g)所含共价键的键能总和小Ⅱ.实验室制取SO2时,下列装置能达到实验目的的是()A.生成SO2

B.干燥SO2

C.收集SO2

D.吸收SO2

答案2.[2022湖南长沙考试](图象创新:制备高纯度次氯酸的机理图)以H2O2和HCl为原料制备高纯度次氯酸的机理如图,V为元素钒,其最高化合价为+5,N(His404)、N(His496)为氨基酸,下列说法错误的是()A.该机理中化合物A是中间产物B.反应过程中,钒的成键数目发生了改变C.该催化循环过程中有氢氧键的断裂和形成D.制备机理的总反应的离子方程式为H2O2+Cl-+H+===HClO+H2O2.A由图可知,该机理中化合物A作催化剂,A项错误;反应过程中,钒的成键数目有5、6两种,成键数目发生了改变,B项正确;反应过程A→B、B→C中均有氢氧键的断裂和形成,C项正确;根据图中的转化关系,可得制备机理的总反应的离子方程式为H2O2+Cl-+H+===HClO+H2O,D项正确。答案3.[2022河北保定期末](形式创新:微型化工流程)《物理小识·金石类》提到:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂,惟乌桕树不畏其气。”强热“青矾”得红色固体,“青矾厂气”冷凝得矾油。利用矾油可以制备盐酸,涉及的微型化工流程如图所示:下列叙述错误的是()A.X是Fe2O3B.气体W能使品红溶液褪色C.矾油的沸点高于HClD.上述过程只涉及氧化还原反应3.D青矾(FeSO4·7H2O)受热分解的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑,故气体Y和气体Z冷凝后得到的气体W是二氧化硫,矾油是三氧化硫和水反应的产物硫酸。青矾受热分解时,二价铁被氧化为三价铁,生成三氧化二铁,即X是Fe2O3,A项正确;气体W是二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,可以漂白品红溶液,B项正确;矾油和食盐混合后微热有氯化氢生成,说明氯化氢的沸点比较低,C项正确;三氧化硫和水的反应不是氧化还原反应,矾油和食盐的反应为复分解反应,不是氧化还原反应,D项错误。答案4.[2022四川南充考试](角度创新:利用软锰矿进行烟气脱硫并制备硫酸锰)处理燃煤烟气中的SO2、NOx是我国大气污染控制的主要任务。工业上利用软锰矿(主要成分为MnO2,杂质为SiO2、Fe2O3、Al2O3等物质)进行烟气脱硫并制备MnSO4,其流程如下:(1)“酸化”中Al2O3与硫酸反应的离子方程式为

。

(2)①滤渣1的主要成分是

。

②已知:25℃、101kPa时Mn(s)+O2(g)===MnO2(s)

ΔH=-520kJ·mol-1;S(s)+O2(g)===SO2(g)

ΔH=-297kJ·mol-1;Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)

ΔH=-1065kJ·mol-1。则“脱硫”中吸收SO2生成MnSO4的热化学方程式为

。

答案

5.[2022江西南昌一模](角度创新:在碳化硅表面制备碳涂层)碳化物衍生碳因其独特的性能被广泛应用在超级电容器、催化剂载体等方面。常用氯气刻蚀法制备,该方法通过高温氯化2小时在SiC表面制备碳涂层。其装置如图(部分加热装置略):(1)装置B所盛物质为

,其作用是

。

(2)仪器C的名称是

,所盛物质为

。

(3)圆底烧瓶A中为二氧化锰,发生反应的化学方程式为

;实验温度为40℃,加热方式是

,主要目的是

。

(4)高温环境为氩气与氯气混合气氛,随着温度的升高,氯气与SiC反应,将Si原子从SiC中刻蚀掉形成碳层,反应方程式为

。

(5)如果温度超过1175℃,涂层上的碳结构发生如下变化:碳→骨架碳→非晶碳→石墨碳,则碳涂层硬度会

(填“逐渐变高”或“逐渐变低”)。

(6)装置F盛有NaOH溶液用于除气和回收氩气,其生成的盐除了NaCl,还有两种类别不同的含氧酸钠盐

(填化学式)。

5.【参考答案】(1)饱和食盐水除去HCl气体(2)U形管P2O5

(3)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O温水浴控制并降低氯气生成速率(4)SiC+2Cl2

C+SiCl4

(5)逐渐变低(6)NaClO、

Na2SiO3【实验剖析】本实验需要用氯气刻蚀,在SiC表面制备碳涂层,所以装置A用于制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水,用于除去氯气中混有的HCl气体,装置C对氯气进行干燥,然后将氯气和氩气混合通入装置E中进行反应,装置F中盛放NaOH溶液,用于吸收尾气、回收氩气。【解题思路】(2)仪器C的名称是U形管,用于干燥氯气,可盛放P2O5固体干燥剂。(3)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下可生成氯气,实验温度为40℃,则加热方式是温水浴,可从温度对反应速率的影响角度分