高中化学人教版第四章非金属及其化合物 全国一等奖

(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1．下列说法中，正确的是()A．浓硫酸稀释时，应将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌B．浓硫酸不分解，不挥发，所以可以敞口放置于空气中C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性D．可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸、浓硝酸解析：A中，因浓硫酸稀释时放热，故应将浓硫酸慢慢倒入水中并用玻璃棒不断搅拌；B中，浓硫酸易吸收空气中的水蒸气，导致浓度变稀；C中，稀硫酸可以电离出H＋，而H＋具有弱的氧化性，如Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑反应中，稀硫酸作氧化剂；D中，因Fe、Al遇冷的浓硫酸或浓HNO3钝化，故D正确。答案：D2．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()A．K＋、Ba2＋、OH－、SOeq\o\al(2－,4) B．Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Br－、OH－C．H＋、NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、Na＋ D．Ag＋、Cl－、Fe2＋、K＋解析：A项中生成BaSO4沉淀，但不是氧化还原反应；B项中有Cu(OH)2沉淀，D项中有AgCl沉淀，这些也不是氧化还原反应；C项中Fe2＋可被HNO3氧化为Fe3＋，故选C项。答案：C3.如右图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁慢慢注入3mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的现象是液面()A．左高右低 B．左低右高C．左右一样高 D．来回振动解析：浓硫酸溶于水时，放出大量的热，使被封闭气体的体积膨胀，从而使U形管左侧液面下降，右侧液面上升。答案：B4．相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，所得到的气体的物质的量最多的是()A．浓硫酸 B．稀硫酸C．浓硝酸 D．稀硝酸解析：常温下，Cu与浓硫酸和稀硫酸均不发生反应；Cu与浓硝酸发生反应Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此相同质量的Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应产生的气体多。答案：C5．从防止污染和减少用酸量的角度分析，下列制取Cu(NO3)2的方法中最好的是()A．Cueq\o(→,\s\up7(浓硝酸))Cu(NO3)2B．Cueq\o(→,\s\up7(稀硝酸))Cu(NO3)2C．Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(硝酸))Cu(NO3)2D．Cueq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CuSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32))Cu(NO3)2解析：铜和浓硝酸反应生成NO2气体，铜和稀硝酸反应生成NO气体，NO2和NO都会造成大气污染；NO2和NO的产生也造成了硝酸利用率降低；铜和浓硫酸反应会产生SO2气体，SO2是一种常见的大气污染物，同时SO2的生成造成硫酸利用率降低。故C选项最为合理。答案：C6.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是()A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡C．在Z导管出来的气体中没有二氧化碳D．在Z导管口有红棕色气体出现解析：碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，SO2＋H2O＋NO2=H2SO4＋NO，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z处逸出的气体中有CO2和NO，NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2。答案：D7．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是()①硫酸②氯水③硝酸锌④氯化铜A．①② B．③④C．②③ D．①④解析：硫酸不能将Fe2＋氧化成Fe3＋；氯水能将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋；金属铁溶于过量盐酸得到氯化亚铁的强酸性溶液，再加入硝酸锌后，溶液就显示出硝酸的性质，可以将Fe2＋氧化成为Fe3＋；氯化铜溶液中的Cu2＋有一定的氧化能力，可以将金属铁氧化成Fe2＋，但却不能将Fe2＋氧化成为Fe3＋。答案：C8．下述实验不能达到预期目的的是()编号实验内容实验目的A将铜片分别与浓、稀硝酸反应探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱B将Cl2通入NaBr溶液中，然后加入CCl4，振荡、静置比较氯与溴的氧化性强弱C将SO2通入酸性KMnO4溶液中证明SO2具有漂白性D向盛有20g蔗糖的烧杯中加入几滴水，搅拌均匀。再加入少许浓硫酸，迅速搅拌探究浓硫酸的脱水性解析：A项，硝酸的浓度越大，反应越快，氧化性越强，则可利用Cu与浓、稀硝酸反应来确定其氧化性的强弱，故A正确；B项，氯气与NaBr发生置换反应生成Br2，由氧化还原反应可知氧化性氯气大于溴，则可比较，故B正确；C项，因SO2具有还原性，能被KMnO4氧化，则将SO2通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，可说明SO2具有还原性，故C错误；D项，蔗糖中含有C、H、O元素，浓硫酸具有脱水性，使蔗糖炭化，所以向盛有20g蔗糖的烧杯中加入几滴水，搅拌均匀，再加入少许浓硫酸可说明浓硫酸具有脱水性，故D正确。答案：C9．一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO2气体的体积为L(标准状况)，则下列情况不可能的是()A．加入铜的质量为gB．加入浓硫酸中溶质为molC．加入铜的质量大于gD．加入浓硫酸中含溶质多于mol解析：Cu与浓硫酸共热时发生反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，当生成标准状况下LSO2mol)时，反应消耗molCug)，消耗molH2SO4，由于反应中有H2O生成，浓硫酸浓度不断降低，待变为稀硫酸时不再与Cu反应，故实验中m(Cu)≥g，n(H2SO4)>mol。答案：B10．某金属单质与一定浓度的硝酸反应，假定只生成单一的还原产物。当参加反应的金属与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是()A．NO2 B．NOC．N2O D．N2解析：分析题意可看出：无论金属化合价是多少，由于其与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1，即金属失电子数目必为偶数。当金属和硝酸反应时，二者得失电子数目一定相等(即电子守恒)，所以硝酸得电子数目也是偶数。由硝酸中N的化合价为＋5，可知1个N得偶数个电子后，N的化合价仍为奇数。分析各选项可知，只有C项符合题意。答案：C二、非选择题11．根据下列化学反应和事实，说明反应利用了硫酸的什么性质，将表示性质的选项的字母填在各小题的横线上。A．不挥发性 B．酸性C．吸水性 D．脱水性E．强氧化性F．强酸性(1)浓硫酸可作气体干燥剂________。(2)蔗糖中加浓H2SO4产生“黑面包”现象________。(3)2NaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑________。(4)Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑________。(5)Na2SO3＋H2SO4(稀)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O________。(6)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O________。(7)C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2SO2↑＋2H2O＋CO2↑________。解析：(1)用浓H2SO4来干燥气体是利用了浓H2SO4的吸水性。(2)蔗糖中加浓H2SO4，由于浓H2SO4具有脱水性而使蔗糖“炭化”。(3)利用浓H2SO4的强酸性和不挥发性来制取易挥发性的强酸。(4)利用稀H2SO4的酸性，与Zn反应制取H2。(5)因H2SO4的酸性大于H2SO3，故可用稀H2SO4来制取SO2。(6)Cu与浓H2SO4反应时既利用了浓H2SO4的强氧化性，又利用了浓H2SO4的酸性。(7)C与浓H2SO4共热反应是利用了浓H2SO4的强氧化性。答案：(1)C(2)DE(3)AF(4)B(5)F(6)BE(7)E12．A～H8种物质存在如下转化关系(反应条件，部分产物未标出)。已知：A是酸式盐，B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题：(1)写出下列物质的化学式：A________。(2)写出下列反应的化学方程式：E→F________________________________________________________________________；G→H________________________________________________________________________。D的浓溶液与红热的木炭反应的方程式：________________________________________________________________________。(3)检验某溶液中是否含D中阴离子的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根据题意，推知B为SO2，G为NO2，联系框图中物质间的转化关系，进一步推知C为SO3，D为H2SO4，F为NO，H为HNO3；因为酸式盐A＋D(H2SO4)→B(SO2)，所以A中存在HSOeq\o\al(－,3)，根据A＋NaOH→Eeq\o(→,\s\up7(O2))F(NO)，确定A为NH4HSO3，E为NH3。答案：(1)NH4HSO3(2)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O3NO2＋H2O=2HNO3＋NOC＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(3)取少量被检验溶液注入一支试管中，然后向试管中滴加盐酸，溶液无明显现象，然后滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)，否则溶液中不存在SOeq\o\al(2－,4)13．某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是________________________________________________________________________。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是________________________________________________________________________。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3解析：(1)形成封闭系统的气体在热胀冷缩作用下压强发生变化，可用于检验装置封闭是否完好。(2)铜与浓硝酸反应较剧烈，生成NO2气体呈红棕色，铜与稀硝酸反应相对平稳，放出无色NO气体，即混合气体颜色变浅。(3)铜直接与浓、稀HNO3反应都有对环境有危害的污染物NOx产生，而Cu先与O2化合后生成CuO再与稀HNO3发生复分解反应，生成Cu(NO3)2时不产生对环境有危害的物质，且消耗HNO3量较少。答案：(1)检查装置气密性(2)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反应变缓，气体颜色变淡(3)丙耗酸量最少，无污染14．将g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解后产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为L。请回答：(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。解析