化工生产中的重要非金属元素测试题 2023-2024学年高一下学期人教版(2019)化学必修第二册

第五章化工生产中的重要非金属元素测试题一、单选题1．下列有关材料的说法不正确的是()A．传统的无机非金属材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点，但强度比较差C．高温结构材料具有能受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D．新型无机非金属材料特性之一是具有电学特性2．下列说法错误的是A．SO2、氮氧化物的排放会引起酸雨B．在食品中添加适量的SO2能起到杀菌、抗氧化的作用C．BaSO4不溶于水和酸，可用作医疗上检查肠胃的钡餐D．Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，可用带玻璃塞的试剂瓶存放3．2021年7月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射天绘一号04星，下列关于“天绘一号04星”涉及的材料为金属材料的是A．探测器上天线接收器外壳材料—镁合金防腐镀层B．发动机使用的包覆材料—碳纤维C．隔绝超低温环境所用材料—纳米二氧化硅D．整流罩前锥段材料—聚甲基丙烯酰亚胺4．2003年，湟中县田家寨镇一农民把工业用盐亚硝酸钠误当作食盐用于做饭，造成两死一伤的重大中毒事件。在亚硝酸钠(NaNO2)中，氮元素的化合价为A．-3价 B．+2价 C．+3价 D．+5价5．下列说法不正确的是A．氢氧化亚铁与空气中的氧气作用会转变为红褐色的氢氧化铁B．工业制硝酸中，氨与氧气在转化器中反应生成一氧化氮C．向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸，溶液变浑浊D．向HNO3酸化的AgNO3溶液中滴加少量NaNO2，有白色沉淀产生6．下列反应中，氨既表现还原性，又表现碱性的是A． B．C． D．2NH3+H2SO4=(NH4)2SO47．下列对某些物质的检验及结论一定正确的是A．某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有SOB．取少量待测液做焰色反应实验，火焰呈黄色，该溶液中一定含有NaOHC．某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则原溶液中一定含有Fe3+D．某溶液中先通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液显红色，则原溶液中一定含有Fe2+8．下列物质中，不含硅酸盐的是A．陶瓷 B．硅芯片 C．玻璃 D．普通水泥9．下列属于酸性氧化物的是A．CO2 B．MgO C．NO D．NO210．下列有关试剂的保存方法不正确的是A．Na保存于煤油中 B．保存FeCl2溶液时需加入少量Fe粉C．浓硝酸保存于无色试剂瓶中 D．过氧化钠应密封保存11．下列试剂的保存方法错误的是（）A．钠--煤油中 B．硫磺--二硫化碳中C．白磷--水中 D．苯酚--隔绝空气，密封保存12．等质量的硫粉与足量下列物质反应时，转移电子数最多的是（）A．氢气 B．铜 C．铁 D．氧气13．现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关说法不正确的是A．碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温耐磨的特点B．晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维C．硬铝是一种铝合金，是制造飞机和飞船的理想材料D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，具有高电导率的特点14．如图所示是某短周期元素的“价—类”二维图，其中E是强酸。下列说法正确的是A．气体A和B都能用排空气法收集 B．F有多种物质，且受热均不易分解C．在催化剂作用下A可以转化为D D．D和水反应能生成E和C15．标准状况下，向100mLH2S饱和溶液中通入SO2气体，所得溶液pH变化如图所示。下列分析正确的是A．a点对应溶液的导电性比d点强B．反应过程中H2S表现了氧化性C．向d点的溶液中加入足量Ba(OH)2溶液，产生BaSO3白色沉淀D．H2S饱和溶液的物质的量浓度为0.05mol∙L-1二、非选择题16．工业上生产玻璃的原料是___________、_____________、_______________；有关的反应原理有：__________________________________、_________________________________。17．硅单质及其化合物应用范围很广。(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备高纯硅。Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450～500℃条件下反应制得SiCl4；Ⅲ.SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1100～1200℃条件下反应制得高纯硅。已知SiCl4沸点为57.6℃，能与H2O强烈反应。请回答下列问题：①第Ⅲ步反应的化学方程式为____________________________________。②整个制备纯硅的过程中必须严格控制在无水无氧的条件下。SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，其生成物是_______；H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起的后果是________________________________________。(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃。工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3共283kg在高温下完全反应时放出CO244kg，生产出的玻璃可用化学式Na2SiO3·CaSiO3·xSiO2表示，则其中x＝________。18．（1）在淀粉碘化钾溶液中通入少量氯气，立即会看到溶液变蓝色，反应的离子方程式是____________；（2）在碘和淀粉形成的蓝色溶液中通入气体，发现蓝色逐渐消失，反应的离子方程式是____________；（3）对比（1）和（2）实验所得的结果，将、、按还原性由强到弱顺序排列为____________；19．化学性质1)通常状况下很难与其它物质发生化学反应2)在一定条件下，能与一些物质发生化学反应①与H2反应：___________；②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解___________20．价类二维图是学习研究元素性质的重要工具，硫及其重要化合物之间的部分转换关系如图所示。请回答：(1)写出指定物质的化学式：A．_______，B．_______(2)根据价类二维图推测，SO3是一种_______氧化物；SO3可能具有的化学性质是_______(3)若C是MgSO4，试写出由稀H2SO4→C的化学方程式：_______。21．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量铁铝合金与100mL某浓度的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入2.00mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示(C＞0)。请回答：(1)合金中铝的质量为___________g。(2)被还原的硝酸的物质的量是_________mol。(3)硝酸的物质的量浓度为_________mol/L。22．氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，写出烧瓶内固体X化学式_______。(2)乙装置的名称_______；(3)反应过程中，若将丙装置中铂丝加热到红热，撤去酒精灯，反应仍能持续续进行，该反应为_______反应(填吸热或者放热)；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：_______。(4)当戊中观察到_______现象，则说明已制得硝酸。(5)某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是：_______，如何改进装置：_______。【参考答案】一、单选题1．B解析：A．质地较脆、经不起热冲击是传统的无机非金属材料缺点，故A正确；B．新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点，而且同时还具有如能承受高温、强度较高，具有电学性能等若干优点，故B错误；C．高温结构材料具有能受高温，不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，故C正确；D．新型无机非金属材料能承受高温、强度较高、具有电学特性等，故D正确；答案选B。2．D解析：A．SO2、氮氧化物与水反应会生成硫酸或硝酸，引起酸雨，A正确；B．二氧化硫具有还原性，葡萄酒中添加适量的SO2，可以起到杀菌和抗氧化的作用，B正确；C．BaSO4不溶于水，也不溶于盐酸(胃酸的主要成分)，可用作医疗上检查肠胃的钡餐，C正确；D．Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，呈碱性，而玻璃的主要成分是SiO2，不可用带玻璃塞的试剂瓶存放Na2SiO3的水溶液，D错误；故选D。3．A解析：A．镁合金是金属材料，A正确；B．碳纤维是非金属单质，B错误；C．二氧化硅是非金属，C错误；D．聚甲基丙烯酰亚胺是有机物，D错误；故选A。4．C解析：在亚硝酸钠(NaNO2)中，Na显+1价，O显-2价，则N显+3价。故选C。5．D解析：A．氢氧化亚铁与空气中的氧气、水发生反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3，故A正确；B．氨与氧气在催化剂作用下生成一氧化氮和水，发生反应为4NH3+5O24NO+6H2O，故B正确；C．向Na2S2O3溶液中加入稀硫酸发生氧化还原反应生成硫酸钠、二氧化硫、硫单质和水，发生反应为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，溶液变浑浊，故C正确；D．向HNO3酸化的AgNO3溶液中滴加少量NaNO2，根据强酸制弱酸，生成硝酸钠和亚硝酸：NaNO2+HNO3=HNO2+NaNO3；亚硝酸不稳定，很快分解，放出气体：2HNO2=H2O+NO↑+NO2↑，总反应为：2NaNO2+2HNO3=2NaNO3+H2O+NO↑+NO2↑，则没有白色沉淀，故D错误；答案选D。6．A解析：A．可看作两个反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl，氮元素的化合价升高到0价，氨表现还原性，NH3+HCl=NH4Cl，没有元素化合价的变化，氨表现碱性，故A正确；B．氮元素的化合价升高到+2价，氨只表现还原性，故B错误；C．氮元素的化合价升高到0价，氨只表现还原性，故C错误；D．没有元素化合价的变化，氨只表现碱性，故D错误；故选A。7．C解析：A．加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中可能含有SO、Ag+，A错误；B．取少量待测液做焰色反应实验，火焰呈黄色，该溶液中一定含有钠的物质，不一定是NaOH，B错误；C．某溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，该红褐色沉淀是Fe(OH)3，因此原溶液中一定含有Fe3+，C正确；D．某溶液中先通入Cl2，再加入KSCN溶液，溶液显红色，则原溶液中可能含有Fe2+或Fe3+，D错误；故选C。8．B解析：A．陶瓷的主要成分为硅酸盐，A错误；B．硅芯片主要成分为单质硅，不含硅酸盐，B正确；C．玻璃中含有硅酸盐，C错误；D．普通水泥的主要成分为硅酸盐，D错误；故答案选B。9．A解析：A．CO2能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，A选；B．MgO能与酸反应生成盐和水，是碱性氧化物，B不选；C．NO与氢氧化钠溶液不反应，属于不成盐氧化物，C不选；D．NO2溶于水生成硝酸和NO，不是酸性氧化物，D不选；答案选A。10．C解析：A．Na容易与空气中的O2、H2O发生反应，因此要隔绝空气和水。可根据Na与煤油不发生反应，密度比煤油大的性质，将钠保存于煤油中，A正确；B．FeCl2具有强的还原性，在溶液中容易被氧化变为Fe3+，可根据Fe3+能够与单质Fe反应产生Fe2+的性质，在保存FeCl2溶液时加入少量Fe粉，以防止物质反应变质，B正确；C．浓硝酸光照容易分解，且温度越高，浓度越大，物质越容易分解，因此通常将浓硝酸保存于棕色色试剂瓶中，放在阴凉处，C错误；D．过氧化钠容易与空气中的CO2及H2O发生反应导致变质，因此应该密封保存，D正确；故合理选项是C。11．B解析：A．钠的性质很活泼，常温和加热时可与氧气、水发生反应，而钠的密度大于煤油且也不和煤油发生反应，故一般将钠保存在煤油中，A项正确；B．硫磺属易燃固体，难溶于水，易溶于二硫化碳中，故不能保存在二硫化碳中。B项错误；C．白磷着火点较低，接触空气能自燃并引起燃烧和爆炸，有剧毒，不溶于水，故保存在水中，C项正确；D．苯酚易被空气氧化生成醌，故苯酚应隔绝空气，密封保存，D项正确；答案选B。12．D解析：硫粉与足量氢气、铁铜反应时，S的化合价都是由0降低到-2硫粉与足量氧气反应时，S的化合价由0升高到+4，故等质量的硫粉与足量氧气反应时转移电子数最多，故选择D。13．B解析：A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性强，耐磨性好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，属于新型无机非金属材料，故A正确；B．晶体硅是良好的半导体材料，常用于制造芯片，常用于制造光导纤维的是二氧化硅，而不是硅，故B错误；C．硬铝是铝和其他金属或非金属形成的一种铝合金，具有密度小，强度大，是制造飞机和飞船的理想材料，故C正确；D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，石墨是良好的导体，石墨烯有独特的结构，具有优良的导电、导热性能，故D正确；故选：B。14．D解析：由某短周期元素“价—类”二维图可知，该元素最高化合价为+5、最低化合价为-3，且其中E是强酸，则该元素为氮元素；A．气体B为氮气，密度接近空气密度，不能用排空气法收集，A错误；B．F为硝酸盐，例如硝酸银等受热易分解，B错误；C．AD分别为氨气、二氧化氮或四氧化二氮，在催化剂作用下氨气可以转化为一氧化氮，不直接生成二氧化氮，C错误；D．D为二氧化氮或四氧化二氮，和水反应能生成硝酸和C一氧化氮，D正确；故选D。15．C解析：A．H2S和H2SO3均为二元酸且d点溶液酸性比a点强，则d点对应的溶液中离子的浓度较大，d点对应溶液导电性比a点对应溶液导电性强，故A错误；B．由反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O可知，H2S中的S元素化合价从-2价升高到0价，H2S表现了还原性，故B错误；C．d点对应的是H2SO3溶液，向d点对应的溶液中加入Ba(OH)2溶液，H2SO3与Ba(OH)2反应生成BaSO3白色沉淀，故C正确；D．b点时H2S和SO2恰好完全反应，消耗SO2的物质的量为：=0.005mol，依据反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O可知，n(H2S)=0.005mol×2=0.01mol，c(H2S)==0.1mol/L，故D错误；答案选C。二、非选择题16．纯碱石灰石石英SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑解析：在工业上以石灰石、纯碱、二氧化硅为原料，在电阻炉中在高温下发生反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，反应产生硅酸钠、硅酸钙及过量的二氧化硅混合，熔融就得到普通玻璃。17．2H2＋SiCl4Si＋4HClH2SiO3(或H4SiO4)和HCl爆炸4解析：(1)①氢气在1100～1200℃条件下能与四氯化硅反应生成单质硅和氯化氢，其化学反应方程式为：2H2＋SiCl4Si＋4HCl；②SiCl4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾，则SiCl4与水反应生成H2SiO3（或H4SiO4）和HCl，H2还原SiCl4过程中若混入O2，可能引起爆炸；（2）玻璃的化学组成可根据反应原理得到，Na2CO3+SiO2NaSiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；由化学式Na2SiO3•CaSiO3•xSiO2反应的Na2CO3和CaCO3的物质的量相等，n（CO2）=n（Na2CO3）+n（CaCO3）=n（SiO2反应）==1000mol；n（Na2CO3）=n（CaCO3）=500mol，500molNa2CO3的质量是53kg，500molCaCO3的质量是50kg，1000molSiO2的质量是60kg，n（SiO2过量）==2000mol，即剩余的二氧化硅和生成的硅酸钙、硅酸钠为2000：500：500=4：1：1，所以x=4，答案为：4。18．2I−＋Cl2＝I2＋2Cl−I2＋SO2＋2H2O＝4H＋＋SO42−＋2I−SO2＞I−＞CI−解析：(1)在淀粉碘化钾溶液中通入少量氯气，氯气和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，碘单质与淀粉变蓝色，发生化学反应为：2I−＋Cl2＝I2＋2Cl−，故为：2I−＋Cl2＝I2＋2Cl−；(2)在碘和淀粉形成的蓝色溶液中通入SO2气体，是因为碘单质被二氧化硫还原生成碘离子，碘离子不能使淀粉变蓝色，发生反应为I2＋SO2＋2H2O＝4H＋＋SO42−＋2I−，故为：I2＋SO2＋2H2O＝4H＋＋SO42−＋2I−；(3)由反应I2＋SO2＋2H2O＝4H＋＋SO42−＋2I−，可知还原性：SO2＞I−，由反应2I−＋Cl2＝I2＋2Cl−，可知还原性I−＞CI−，所以还原性由强到弱的顺序为SO2＞I−＞CI−，故为：SO2＞I−＞CI−。19．N2+3H22NH3Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑解析：氮气中氮元素的化合价为0，既能失电子化合价升高体现还原性也能得电子化合价降低体现氧化性。氮气在高温高压催化剂条件下可合成氨气：N2+3H22NH3；金属镁能在氮气中燃烧生成氮化镁：3Mg+N2Mg3N2；Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。20．SO2H2S酸性氧化性H2SO4+Mg(OH)2=MgSO4+2H2O解析：(1)如图所示，A为氧化物，且S元素化合价为+4，转化为SO3，则A为SO2；B为气态氢化物，且S元素化合价为-2，则B为H2S；(2)根据价类二维图推测，SO3可以与水反应生成硫酸，与碱反应生成盐和水，则是一种酸性氧化物；SO3中S元素为+6价，处于S元素的最高价，反应中化合价可以降低，则可能具有的化学性质为氧化性；(3)MgSO4属于盐，根据单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化，则由稀H2SO4生成MgSO4可以是与碱Mg(OH)2、单质Mg、氧化物MgO等的反应，化学方程式：H2SO4+Mg(OH)2=MgSO4+2H2O、Mg+H2SO4=MgSO4+H2、MgO+H2SO4=MgSO4+H2O。21．1080.0060.047解析：铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO3充分反应，被氧化为Al3+、Fe3+，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由+5变成了-3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与NH4+发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：①H++OH-=H2O，②Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，③NH4++OH-═NH3•H2O，④Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；(1)E与F之间沉淀的量减少，为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中，其反应方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化铝与氢氧化钠物质的量之比为1：1，EF段的n（NaOH）=2mol/L×2×10-3L=0.004mol，所以铝的质量是0.108g，故答案为：0.108；(2)DE段是NH4NO3和NaOH反应：NH4NO3～NaOH，n(NH4NO3)=n（NaOH）=(34-31)×10-3L×2