专题3元素及其化合物第2讲 非金属元素及其化合物提能力

1．对于下列事实的解释错误的是()A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C．常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应D．浓硫酸常温下与铜不反应，加热时才能发生反应解析：常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，故浓硝酸可以用铝罐贮存。答案：C2．[双选题]下列叙述正确的是()A．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀B．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉溶解C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入NaHSO4溶液，沉淀消失D．除去FeCl2中少量的FeBr2，加入适量氯水；再加四氯化碳萃取分液解析：碳酸和亚硫酸的酸性弱于盐酸，CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，也不能产生沉淀，A不正确；NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下具有强氧化性，能够氧化金属铜而使其溶解，B不正确；Fe2＋能被氯水氧化为Fe3＋，D不正确。答案：BC3．下列有关化学知识在生产、生活中应用的叙述正确的是()①工业上合成新型氮化硅(Si3N4)陶瓷需要在高温、空气气氛中进行②钢铁制品锈蚀主要是因为钢铁中含有碳而发生原电池反应，因此生铁炼钢时要尽可能完全除去生铁中的碳③海水淡化和工业生产及生活废水的再生利用，是解决缺水问题的有效途径④高铁酸钠(Na2FeO4)和Cl2O都能作净水剂，其原理完全相同⑤液氯罐泄漏时，可将其移入水塘中，并向水塘中加入生石灰A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤解析：①：合成Si3N4陶瓷应隔绝空气；②：若将生铁中的碳全部除去，得到纯铁，其机械性能远远低于铁合金；④：Na2FeO4作净水剂有两个作用：一是＋6价的铁具有极强的氧化性，从而起到杀菌消毒效果，同时其被还原为＋3价铁，Fe3＋水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，而Cl2O作净水剂时，只是起到杀菌消毒效果；⑤：Cl2能与Ca(OH)2溶液反应而被除去。答案：D4．X、Y、Z是三种常见的单质，甲、乙是两种常见的化合物。下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是：()选项XYZ甲乙AH2SiCl2SiCl4HClBMgCO2CO2MgOCZnFeCl2FeCl2ZnCl2DO2N2H2NH3H2O解析：解答本题时，可将选项代入框图逐一验证，因为Fe与Cl2反应生成的是FeCl3而不是FeCl2，所以C项不符合。答案：C5．A、B、C、D、E、F、G、H和I是化学中常见的气体，它们均由短周期元素组成，具有如下性质：①A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，I能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D、H不能使湿润的石蕊试纸变色；②A和I相遇产生白烟；③B和E都能使品红溶液褪色；④将红热的铜丝放入装有B的瓶中，瓶内充满棕黄色的烟；⑤将点燃的镁条放入装有F的瓶中，镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁附着黑色颗粒；⑥C和D相遇生成红棕色气体；⑦G在D中燃烧可以产生E和H2O；⑧将B和H在瓶中混合后于亮处放置几分钟，瓶内壁出现油状液滴并产生A。回答下列问题：(1)A的化学式是________________，②中烟雾的化学式是________________；(2)④中发生反应的化学方程式是_______________________________________；(3)⑤中发生反应的化学方程式是__________________________________________；(4)C的化学式是________，D的化学式是________；(5)⑦中发生反应的化学方程式是______________________________________；(6)H的化学式是________。解析：本题考查常见气体的化学性质，意在考查考生能否将常见气体归纳，形成知识网络，达到灵活运用的能力。根据I气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，可以确定I是NH3；根据I与A相遇可以产生白烟，确定A是HCl；B、E具有漂白性，可推测为Cl2和SO2，其中B与铜丝反应有棕黄色的烟生成，确定B是Cl2，E是SO2；镁条在F中燃烧有白色固体和黑色固体生成，确定是CO2与Mg的反应，则F是CO2；C和D相遇有红棕色气体生成，说明C和D可能是O2和NO，G在D中燃烧生成SO2(E)和H2O，根据质量守恒定律可以确定G为H2S，D为O2，则C是NO；再根据B(Cl2)与H混合，有油状液滴和A(HCl)生成，确定H是CH4。答案：(1)HClNH4Cl(2)Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2(3)2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C(4)NOO2(5)2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O＋2SO2(6)CH4(其他合理答案也给分)(限时45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C．反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅解析：粗硅提纯涉及的反应：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))SiCl4、SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。答案：A2．下列有关说法正确的是()A．SO2、漂白粉、活性炭、过氧化钠都能使红墨水褪色，其原理相同B．用蒸馏水将红色石蕊试纸润湿，可用于检验氨气C．某失去标签的试剂，开盖后冒白雾，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近有白烟生成，说明该试剂为浓盐酸D．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低，其原理相同解析：SO2漂白是利用其与有色物质化合，生成不稳定的无色物质，漂白粉、过氧化钠漂白是利用其强氧化性，破坏有色物质的结构，而活性炭使红墨水褪色，是由于活性炭具有吸附性，将有色物质吸附在活性炭的表面，故漂白原理不同，A项错误；C项也可能是浓硝酸；浓硫酸浓度降低的原因是由于吸水，而浓盐酸浓度降低的原因是由于氯化氢气体的挥发，所以两者不能用同一原理解释，D项错误。答案：B3．下列各物质中，不能按(“→”表示一步完成)关系相互转化的是()选项abcAFeFeCl3FeCl2BCl2NaClONaClCSiSiO2Na2SiO3DHNO3NONO2解析：Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与铁粉反应生成FeCl2，铝能从FeCl2溶液中置换出铁单质，A项可以；Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO，NaClO溶液与SO2反应可生成NaCl，电解NaCl溶液可生成氯气，B项可以；铜与稀硝酸反应可生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，D项可以；C项Na2SiO3无法直接生成Si，C项错误。答案：C4．[双选题]已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是()A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可以观察到白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂解析：由“X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑”可推知X为浓硫酸，结合框图分析可推知B为SO2，D为SO3。使蔗糖变黑的现象主要体现浓硫酸的脱水性，A正确；铁在室温下遇浓硫酸发生钝化，需加热才能发生反应，B不正确；A为碳单质，则C为CO2，CO2气体过量时，生成碳酸氢钙溶液，没有白色沉淀产生，C不正确。答案：AD5．[双选题]下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量B跟氯气反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。eq\a\vs4\al(A)eq\o(→,\s\up7(X),\s\do5())eq\a\vs4\al(B)eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())eq\a\vs4\al(C)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5())eq\a\vs4\al(D)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5())eq\a\vs4\al(E)eq\o(→,\s\up7(H2O))eq\a\vs4\al(F)下列说法不正确的是()A．当X是强酸时，ABCDEF均含同一种元素，F是硫酸B．当X是强碱时，ABCDEF均含同一种元素，F是硝酸C．B和Cl2的反应是非氧化还原反应D．当X是强酸时，C常温下是气态单质解析：根据A能与酸、碱反应，且B为气态氢化物，则A为(NH4)2S。X是强酸时，B为H2S，C为S，D为SO2，E为SO3，F为H2SO4，A正确；X是强碱时，B为NH3，C为N2，D为NO，E为NO2，F为HNO3，B正确；B和Cl2的反应为H2S＋Cl2=2HCl＋S↓或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl↓，C错误；X是强酸时，C为S，常温下为固体，D错误。答案：CD6．有一瓶无色溶液，可能含有K＋、Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)、MnOeq\o\al(－,4)离子中的几种。为确定其成分，做如下实验：①取部分溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。下列推断正确的是()A．肯定有Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－B．可能有Al3＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)C．肯定无NHeq\o\al(＋,4)、MnOeq\o\al(－,4)、SOeq\o\al(2－,4)D．肯定有Al3＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)解析：MnOeq\o\al(－,4)为紫色，肯定不存在；①加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体，说明不含NHeq\o\al(＋,4)，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解，说明一定有Al3＋、Mg2＋，Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)不共存，则不含HCOeq\o\al(－,3)，②说明一定含SOeq\o\al(2－,4)，溶液中一定含有的离子为：Al3＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。答案：D7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L(标准状况)，这些气体与一定体积O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是60mL。下列说法不正确的是()A．参加反应的硝酸是0.5mLB．消耗氧气的体积为1.68LC．此反应过程中转移的电子为0.6molD．混合气体中含NO23.36L解析：由60mL5mol/LNaOH溶液使Cu2＋恰好完全沉淀可知参加反应的铜为0.15mol，此过程转移的电子为0.3mol。由氮元素守恒Cu(NO3)2、NO2、NO中氮原子的物质的量之和与参加反应硝酸的物质的量相等，参加反应的硝酸为0.5mol。根据电子守恒，若将NO2、NO氧化为硝酸消耗的氧气为0.3mol÷4×22.4L/mol＝1.68L。由元素守恒和电子守恒列方程，可计算出NO2的体积为3.36L。答案：C二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8．(15分)饮用水质量是关系人类健康的重要问题。(1)氯气是最早用于饮用水消毒的物质，其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸，该反应的离子方程式为________________。(2)写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式：_______________________________________________________________________________________________________。(3)ClO2被称为“第四代”饮用水消毒剂，因其高效率，无污染而被广泛使用。制备ClO2是发达国家普遍重视的课题，我国北京永利科技已用电解法批量生产ClO2。其反应原理为：4ClOeq\o\al(－,3)＋4H＋eq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())4ClO2↑＋O2↑＋2H2O，试写出两电极反应式。阳极：____________________________；阴极：____________________________。(4)相同物质的量的氯气与二氧化氯消毒时转移电子数目之比是________。(5)采用氧的一种同素异形体给自来水消毒，既提高了消毒效率、安全无副作用，又因为该物质在自然界中存在，对地球生命体起保护伞作用，该物质和氯气溶于水以及SO2的漂白原理分别是________；________；________。若将氯气与SO2二者混合，若想使石蕊试液褪色则eq\f(nCl2,nSO2)范围为________。解析：(1)氯气与水反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。(2)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，制取漂白粉是利用氯气与消石灰反应，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)阳极发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；阴极发生还原反应，电极反应式为4ClOeq\o\al(－,3)＋4e－＋8H＋=4ClO2↑＋4H2O。(4)1molCl2消毒时转移电子为2mol,1mol二氧化氯消毒时转移电子为5mol，二者转移电子数之比为2∶5。(5)根据题中信息，氧气的同素异形体为臭氧，臭氧与氯气的漂白原理都是利用了其强氧化性，将有机色素氧化，漂白后不可恢复，SO2漂白是利用其与有色物质直接化合，生成不稳定的无色物质，褪色后在一定条件下又能恢复为原来的颜色；氯气与SO2混合，发生的反应为Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，若二者等物质的量混合，生成物无漂白性，若要使石蕊试液褪色，则要使氯气剩余，即eq\f(nCl2,nSO2)>1。答案：(1)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(2)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4ClOeq\o\al(－,3)＋4e－＋8H＋=4ClO2↑＋4H2O(4)2∶5(5)强氧化性强氧化性化合反应>19．(12分)A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(MnO2),\s\do5(①))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(Fe),\s\do5(点燃))eq\x(E)eq\o(→,\s\up7(C))eq\x(F和G的混合溶液)eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(MnO2),\s\do5(②△))eq\x(D)eq\o(→,\s\up7(Fe，△))eq\x(G)请回答下列问题：(1)物质C和E的名称分别为________、________；(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为________________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为________；(3)反应②的化学方程式为_______________________________________________；(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是________，实验现象为________________。解析：由转化关系图可推B、D一个是Cl2，一个是O2，E和C反应生成F和G的混合物，可确定B为O2，D为Cl2，则C为浓盐酸，G为FeCl3，E为Fe3O4，F为FeCl2，根据实验室制O2的反应条件可知，常温下发生①，则A为H2O2，加热条件下发生①，则A为KClO3，为了防止Fe2＋被氧化，在其溶液中常加入铁屑，Fe3＋的检验常用试剂为KSCN，实验现象为血红色。答案：(1)浓盐酸四氧化三铁(2)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑KClO3(3)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(4)铁粉KSCN溶液溶液呈血红色10．(15分)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题：(1)装置F中发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________；(2)B装置的名称是_____________________________________________________；(3)E装置的作用_______________________________________________________；(4)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：__________________________________________________；(5)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？________________________________________________________________________。解析：F、E、D是制取纯净干燥Cl2的装置，E吸收Cl2中的HCl气体，D干燥Cl2，B的作用是干燥NH3。(4)C中的白烟是NH4Cl，另一产物则是N2。(5)黄绿色气体为Cl2，需用碱液吸收。答案：(1)4H＋＋2Cl－＋MnO2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)干燥管(3)除去氯气中的氯化氢(4)3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl(5)在G处连接导管，把尾气通入盛有烧碱溶液的烧杯中11．(16分)某同学设计下列实验，来研究硫酸和硝酸的性质。实验一：在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入2mL浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上。把条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中。塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团蘸有Na2CO3溶液的棉花。给试管加热，观察现象。当试管中的液体逐渐透明时，停止加热。待试管中的液体冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察现象。回答下列问题：(1)a处反应的化学方程式为________________________________，计算放出112mL气体(标准状况)，转移电子的物质的量为________________。(2)试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为________________________。待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为________________________________________________________________________________________________。实验二：为了证明铜与稀硝酸反应产生