2019-2020学年新教材人教版必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 本章测试

第五章化工生产中的重要非金属元素(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分。每小题仅有一个选项符合题意)1．(2019·高考北京卷)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮解析：选A。SiC中的C、Si分别为第二周期和第三周期的第ⅣA族元素，二者均为非金属元素，形成的SiC为无机非金属材料，A项正确；聚氨酯中含有C、H、N等元素，三种元素不属于同主族元素，且聚氨酯为有机材料，B项错误；碳包覆银纳米线由C、Ag元素组成，但两种元素不是同主族元素，C项错误；钛合金是金属材料，D项错误。2．下列表述正确的是()A．硅晶体具有半导体性能，可用于光导纤维B．常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸C．浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化D．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性解析：选B。光导纤维的主要成分为二氧化硅，不是晶体硅，A错误；浓硝酸具有强氧化性，常温下铁遇浓硝酸钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸，B正确；浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖炭化，C错误；SO2能使酸性KMnO4溶液褪色是因为二氧化硫具有还原性，能够还原高锰酸钾，D错误。3．下列实验过程中，始终无明显现象的是()A．将NO2通入FeSO4溶液中B．将CO2通入BaCl2溶液中C．将NH3通入AlCl3溶液中D．将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中解析：选B。将NO2通入FeSO4溶液中，NO2与水反应生成的HNO3能将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液由浅绿色变为棕黄色，A项错误；将CO2通入BaCl2溶液中，无明显现象，B项正确；将NH3通入AlCl3溶液中：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，产生Al(OH)3白色沉淀，C项错误；将SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中，在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)能将SO2氧化为SOeq\o\al(2－,4)，与Ba2＋反应产生BaSO4白色沉淀，D项错误。4．下列实验室制取NH3并进行干燥、收集验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验目的的是()解析：选D。氯化铵受热分解为氨和氯化氢，在试管口遇冷又化合为氯化铵，不能得到氨，A错误；浓硫酸与氨反应，不能干燥氨，B错误；由于氨密度小于空气，导气管应伸入到试管底部进行气体的收集，C错误；氨极易溶于水，易产生倒吸现象，用倒置的漏斗能防倒吸，D正确。5．某同学设计如图所示的微型实验装置验证SO2的性质，通过分析实验，下列结论表达正确的是()A．a棉球褪色，验证SO2具有氧化性B．b棉球褪色，验证SO2具有酸性氧化物的通性C．c棉球蓝色褪去，验证SO2具有漂白性D．可以使用浓硫酸吸收尾气解析：选B。a棉球中品红褪色，可以验证SO2具有漂白性，故A错误；b棉球褪色，SO2与碱液反应，碱性减弱，溶液褪色，验证SO2具有酸性氧化物的性质，故B正确；碘与SO2和水反应生成氢碘酸和硫酸，碘单质反应完全，c棉球蓝色褪去，可以验证SO2具有还原性，故C错误；SO2尽管有还原性，但不能被浓硫酸氧化，因此不能用浓硫酸吸收尾气，SO2具有酸性氧化物的性质，可以用碱液吸收尾气，故D错误。6．(2018·高考全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是()A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关解析：选C。雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。7．(2019·高考全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是()A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点解析：选A。“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红色，A项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。8．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中，正确的是()A．常温下都能用铁制或铜制容器贮存B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻C．常温下都能和碳反应产生两种气体D．浓硫酸有强氧化性，但可用来干燥SO2解析：选D。常温下铁遇浓硝酸、浓硫酸可发生钝化，常温下都能用铁制容器贮存，浓硫酸与铜常温下不反应，浓硝酸与Cu不加热即可反应，化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，故A错误；浓硝酸易挥发，溶质减少，浓度减小，而浓硫酸具有吸水性，溶剂增多，浓度减小，但酸液质量前者减轻，后者增重，故B错误；在常温下都不反应，加热条件下，浓硫酸和浓硝酸都与碳发生氧化还原反应生成气体氧化物和水，碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，该反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O，碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋CO2↑＋2H2O，故C错误；二氧化硫中硫元素的化合价为＋4价，硫酸中硫元素的化合价为＋6价，二者元素化合价相邻，不发生氧化还原反应，所以浓硫酸虽有强氧化性，但可用来干燥SO2，体现吸水性，故D正确。9.如图是进行气体性质实验的常用装置，下列对有关实验现象的描述中，不正确的是()A．若水槽中盛有水，试管中盛满SO2，可看到试管中液面上升B．若水槽中盛有水，试管中盛满NO2，可看到试管中液面上升并充满试管C．若水槽中盛有水(滴有酚酞)，试管中是NH3，可看到试管内液面上升并呈红色D．若水槽中盛有NaOH溶液，试管中是Cl2，可看到试管内液面上升，黄绿色褪去解析：选B。SO2易溶于水，溶于水的SO2部分与水反应生成亚硫酸，则可以看到液面上升，故A正确；NO2与水反应生成硝酸和NO，NO不溶于水，则看到液面上升，但水不会充满整个试管，故B错误；氨极易溶于水，溶于水的氨部分与水反应生成一水合氨，一水合氨电离使溶液显碱性，遇酚酞变红，则看到液面上升并呈红色，故C正确；氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO、水，则看到液面上升、试管中黄绿色褪去，故D正确。10．对下列事实的解释正确的是()A．蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，说明硫酸与氨不反应B．医疗上可用硫酸钡做X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸C．SO2能用浓硫酸干燥，是因为SO2无还原性D．常温下，浓HNO3可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硝酸不反应解析：选B。蘸有浓硫酸和蘸有浓氨水的玻璃棒靠近没有白烟，是由于浓硫酸没有挥发性，并不是不反应，A错误；医疗上可用硫酸钡做X射线透视肠胃的内服药，是因为硫酸钡不溶于酸，也不能被X光透过，B正确；SO2具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，但由于硫元素在＋4价与＋6价之间没有中间价态，二者不能发生反应，因此SO2可以用浓硫酸干燥，C错误；常温下，浓HNO3可以将金属Fe、Al氧化，在金属表面产生一层致密的氧化物膜，阻止金属的进一步氧化，可以用铝制容器贮存，不是说明Al与浓硝酸不反应，D错误。11．如表所示有关物质检验的实验结论正确的是()选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B向某溶液中加入盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊该溶液一定含有COeq\o\al(2－,3)C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是SO2D向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热，生成的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝该溶液一定含有NHeq\o\al(＋,4)解析：选D。SOeq\o\al(2－,4)的检验，应该先加盐酸，再加氯化钡溶液，否则会受到银离子等其他离子的干扰，故A错误；向某溶液中加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，该溶液可能是碳酸盐溶液、碳酸氢盐溶液或亚硫酸盐溶液等，故B错误；能使品红溶液褪色，说明气体具有漂白性，气体可能为氯气、二氧化硫等，故C错误；向某溶液中加入氢氧化钠溶液并加热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的气体，证明原溶液一定含有NHeq\o\al(＋,4)，故D正确。12．甲和乙两种物质混合反应(反应可加热)，将所得气体通入适量的丙中，丙中不能产生明显化学现象的是()选项甲乙丙AC浓硫酸澄清石灰水BMnO2稀盐酸品红溶液C浓氨水碱石灰AlCl3溶液DCu浓硝酸Ba(HSO3)2溶液解析：选B。A项，C与浓硫酸在加热条件下反应生成CO2、SO2和H2O，澄清石灰水能与CO2、SO2反应产生白色沉淀；B项，MnO2与稀盐酸不反应，加热时也得不到Cl2，所以品红溶液不褪色；C项，浓氨水与碱石灰作用可得NH3，NH3通入AlCl3溶液反应产生白色沉淀；D项，Cu与浓硝酸反应产生NO2，NO2溶于水生成HNO3和NO，HNO3能将HSOeq\o\al(－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，从而产生BaSO4白色沉淀。13．将含有等体积NH3、CO2、NO的混合气体依次通过盛有浓H2SO4、Na2O2和Na2CO3溶液的装置，充分作用后，最后得到的气体是()A．CO2和NO B．CO2C．NO D．NO2解析：选A。气体通过浓H2SO4时，NH3被吸收；通过Na2O2时CO2被吸收，放出O2，产生的O2与NO恰好完全反应生成和NO等体积的NO2；当NO2通过Na2CO3溶液时，NO2与水反应生成硝酸和NO，硝酸和Na2CO3反应产生CO2。14．下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是()选项试剂试纸或试液现象结论A浓氨水、生石灰湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3为碱性气体B浓盐酸、浓硫酸紫色石蕊试液变红HCl为酸性气体C浓盐酸、二氧化锰湿润的淀粉­碘化钾试纸变蓝Cl2具有氧化性D亚硫酸钠、硫酸品红溶液褪色SO2具有还原性解析：选D。A项，NH3可以采取浓氨水和生石灰反应制取，可用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，说明NH3为碱性气体，正确；B项，利用浓硫酸的高沸点和遇浓盐酸放热的性质，可以制取HCl气体，紫色石蕊试液变红，说明HCl气体为酸性气体，正确；C项，浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉­碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；D项，SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。15.如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是()A．X是HCl，Y是饱和食盐水B．X是CO2，Y是稀硫酸C．X是SO2，Y是NaOH溶液D．X是NH3，Y是NaNO3溶液解析：选B。当滴入的液体Y将锥形瓶中的气体X溶解或发生反应后，使锥形瓶中的压强减小，大气压通过导管将空气压入小气球a使它鼓胀起来。CO2不溶于稀硫酸也不与其反应，所以不可能是B，其他选项均可使小气球a鼓起。16.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化曲线如图所示。下列分析错误的是()A．AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋B．第二份溶液中最终溶质为FeSO4C．原混合酸中NOeq\o\al(－,3)的物质的量为0.4molD．混合酸中H2SO4的浓度为5mol·L－1解析：选D。由题图可知，OA段发生反应Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段发生反应Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，反应中NOeq\o\al(－,3)全部参与反应，最终第二份溶液中的溶质是FeSO4，A、B选项正确；第一份溶液中NOeq\o\al(－,3)全部参与反应，消耗铜的物质的量为eq\f(19.2g,64g·mol－1)＝0.3mol，根据反应3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，参与反应的NOeq\o\al(－,3)为0.2mol，所以原混合酸中NOeq\o\al(－,3)的物质的量为0.4mol，C选项正确；第二份溶液中n(SOeq\o\al(2－,4))＝n(Fe2＋)＝n(Fe)＝eq\f(22.4g,56g·mol－1)＝0.4mol，则混合酸中硫酸的浓度为eq\f(0.8mol,0.2L)＝4mol·L－1，D选项错误。二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)17．(12分)在一定条件下，某些化学反应可用右面框图表示，请回答下列问题。(1)若A、C、D均含有氯元素，D由三种元素组成，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，写出该反应产物D的一种用途：_______________________。(2)若A为一种单质，C、D均为气体且C能使澄清石灰水变浑浊，则B为________。(3)若C为一种极易溶于水的气体，D为一种盐，试写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)若C为红棕色气体，D为一种盐，写出符合上述框图反应关系的化学方程式：________________________________________________________________________(写出其中的一个即可)。解析：(1)该反应为氯气与碱(如氢氧化钠)的反应，C为氯化钠，D为次氯酸钠。(2)该反应可能为炽热的木炭与浓硫酸或浓硝酸的反应。(3)该反应是实验室中制备氨的反应，C为氨，D为氯化钙。(4)联系(2)可知该反应为浓硝酸与金属的反应。答案：(1)漂白或杀菌消毒等(2)浓硫酸或浓硝酸(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(4)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(答案合理即可)18．(14分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸，能随即发生剧烈反应的是________(填序号，下同)，常温下缓慢反应(或微热后能发生剧烈反应)的是________，常温下不反应，但加热后发生剧烈反应的是________，加热也不发生反应的是________。由此可以得到上述四种溶液氧化性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的气体Y持续通入该装置中，可观察到的现象有________(填字母，下同)。A．通入X气体后产生白色沉淀B．通入X气体后溶液中无明显现象C．通入Y气体后开始产生沉淀D．通入Y气体后沉淀溶解E．通入Y气体后溶液中无明显现象由此可得到的结论是________。A．HNO3的酸性比H2SO4的强B．盐酸的酸性比H2SO3的强C．HNO3能氧化H2SO3(或SO2)D．BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液解析：(2)因为HCl的酸性比H2SO3的强，所以SO2与BaCl2溶液不反应，即持续通入X气体(SO2)后溶液中无明显现象；NO2与水反应生成NO和HNO3，HNO3将H2SO3(或SO2)氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，所以通入Y气体(NO2)后开始生成BaSO4沉淀。答案：(1)③④①②③＞④＞①＞②(2)BCBCD19．(12分)已知：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。某校化学兴趣小组用如下装置图验证NO2的氧化性和NO的还原性。请回答下列问题：(1)甲中反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)说明NO2具有氧化性的现象是__________________________________________。(3)说明NO具有还原性的操作和现象是_____________________________________________________________________________________________________________。(4)小组一成员对实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是____________________________________________________________________。经小组讨论，他们设计了以下方案，其中合理的是_____________________________。A．NO2与HCl气体混合B．NO2与H2S气体混合C．NO2通入Na2S溶液中解析：(1)硝酸是一种强酸，在书写离子方程式时浓硝酸可以拆写成离子形式，所以浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。(2)若乙试管中溶液变蓝，说明I－被NO2氧化为I2。(3)NO具有还原性可通过与氧气反应生成NO2体现。(4)因为NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝，无法确认NO2是否有氧化性。所以要证明NO2的氧化性，必须消除硝酸的干扰，所选用的物质中不能含水。所以可以将NO2通入盛有H2S气体的容器，不仅能观察到有黄色固体生成，还能观察到NO2被还原，红棕色消失的现象。答案：(1)Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(2)乙试管中溶液变蓝(3)打开活塞，挤压空气囊；丙中气体由无色变为红棕色(4)NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝B20．(14分)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答下列问题：(1)实验室常用加热NH4Cl与Ca(OH)2固体制取氨，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)若要收集一瓶氨，请将下列装置补充完整，在虚框内画出连接图。(3)下列试剂不能用于干燥NH3的是________。A．浓硫酸B．碱石灰C．NaOH固体(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步：①NH3→NO化学方程式为___________________________