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1、第五章化工生产中的重要非金属元素测试卷一、单选题(共15小题) 1.一定量的浓硝酸与过量的铜粉反应，生成的氮的氧化物()A 只有一氧化氮B 只有二氧化氮C 一氧化氮和二氧化氮D 无法确定2.下列关于硅酸及其盐的叙述不正确的是()A 硅酸是一种弱酸，可由其酸性氧化物SiO2与水化合而制得B 硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分，黏土的主要成分是硅酸盐C 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，具有黏合性D 高岭石的化学式为Al2Si2O5(OH)4，可以表示为Al2O32SiO22H2O3.把二氧化硫通入硝酸铁溶液中，溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，此时若滴入氯化钡溶液，则会产生白色沉淀。在上述一系列变化
2、过程中，最终被还原的是()A SO2BNO3C Fe3D Fe24.下列反应中，调节反应物用量或浓度，不会改变反应产物的是()A 铁在硫蒸气中燃烧B H2SO4与Cu反应C 二氧化硫通入澄清石灰水D 硫酸中加入锌粉5.下列说法不正确的是 ()A 硫酸厂应该建在靠近原料产地的地区B 接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收C 常压下二氧化硫转化为三氧化硫转化率高，二氧化硫接触氧化时不采用高压反应条件D 工业“三废”的综合利用不仅减少污染，还获得有用的副产品6.除去试管壁上的附着的硫，可采用的方法是()A 通入氢气后加热B 伸入灼热的铁丝C 用水洗涤D 用二硫化碳洗涤后再用水洗7.下
3、列装置能达到实验目的的是()ABCD8.在标准状况下，将一氧化氮、二氧化氮、氧气三种气体按一定比例充满一固定容积的容器，并将该容器倒置在水槽中，充分反应后，容器中无气体剩余，所得溶液的浓度为MmolL1。则M的取值范围是()A 0M122.4B139.2M122.4C128M122.4D139.2M1289.将过量的二氧化碳分别通入：氯化钙溶液硅酸钠溶液氢氧化钙溶液饱和碳酸钠溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是()A B C D 10.下列有关二氧化硅的用途不正确的是()A 水晶可用来制造电子的重要部件和光学仪器B 纯净的二氧化硅是制造光导纤维的重要原料C 石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器D
4、硅藻土常用作吸附剂和气体的干燥剂11.为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过()A Na2CO3溶液B NaHCO3溶液C H2OD 浓硫酸12.地壳的组成元素和普通玻璃极为相似。如果能把地球塞进一个大熔炉中，一定能熔成一个大玻璃球。下列关于玻璃的叙述正确的是()A 制普通玻璃的原料主要是纯碱和石英B 普通玻璃的主要成分是二氧化硅C 玻璃是几种成分熔化在一起的晶体，有固定的熔点D 过量的泥沙、纯碱和生石灰熔融后生成玻璃13.我国城市环境中的大气污染主要是()A 二氧化碳、氯化氢、酸雨B 二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、烟尘C 二氧化氮、一氧化碳、氯气D 二氧化硫、二氧化碳、氮气、粉尘14.宇
5、宙飞船的运载火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红烟，产生红烟的原因是()A 高温下N2遇空气生成NO2B NO遇空气反应生成NO2C CO2与NO反应生成NO2D NO与H2O反应生成NO215.下列关于硅的说法不正确的是()A 硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C 加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应D 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应二、实验题(共3小题) 16.某
6、同学看到“利用零价铁还原NO，脱除地下水中硝酸盐”的相关资料后，利用如图装置探究铁粉与KNO3溶液的反应。实验步骤及现象如下：(1)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的实验目的是_。(2)白色物质是_，用化学方程式解释其变为红褐色的原因：_。(3)为了探究滤液的成分，该同学进一步设计了下述实验：()根据以上实验现象，可以判断滤液中存在_(填离子符号)。()步骤中滴加稀硫酸后溶液会由浅绿色变成红色，请用离子方程式解释其原因：_。17.使用常用仪器，运用化学原理进行巧妙的设计，就可以用同一个简单的装置实现多种用途。(1)利用上图中的装置收集一氧化氮，试简述其操作方法：_。(2)甲同学在试管底
7、部钻一个小洞，并和广口瓶一起组成图中的装置，通过开、关导管上的阀门可以控制试管内的反应随时发生或随时停止。则该装置可以制取的常见气体有_(填两种)。(3)乙同学认为，可把装置做如图的改动，用橡皮塞代替铁架台来固定试管。请判断乙同学的做法是否可行？_(填“可行”或“不可行”)。现拟用如图所示的装置进行硝酸与铜反应的实验。为了防止污染，在右边的试管中盛放足量的氢氧化钠溶液。若实验中使用的是质量分数为63%的硝酸和铜片，则操作中应怎样加入硝酸和铜片才能避免铜与硝酸刚一接触时生成的气体外逸到空气中：_。18.实验室制氨气常用以下两种方法：用固体氢氧化钙与氯化铵晶体反应制取；用固体生石灰与浓氨水混合制取
8、。请回答下列问题：(1)写出方法的化学方程式_。(2)方法能制取氨气的原理是_。(3)检验氨气是否收集满的方法是_。(4)通常用于证明氨气极易溶于水的实验是_；氨水显碱性的原因是_。(5)制备氨气的装置如下，方法应选用_（填字母，下同），方法应选用_。三、计算题(共3小题) 19.某硫酸厂使用含杂质25%的黄铁矿制取硫酸，在反应过程中有3%的硫元素损失。1 t黄铁矿可制取98%的硫酸多少吨？20.我国利用接触法制硫酸的第一步是在沸腾炉中焚烧黄铁矿。现有1吨含脉石(SiO2)的黄铁矿(FeS2)样品，将其在氧气流中充分灼烧，反应完全后得0.78 吨残渣，该黄铁矿的纯度是多少？21.向100 mL
9、 18 molL1浓硫酸中加入20 g铜粉，加热一段时间后，冷却，过滤，得剩余固体7.2 g。（1）标准状况下，产生气体的体积是多少？（假设产生的气体全部放出）（2）将最终所得溶液稀释至1 L，滴加2 molL1的氢氧化钠溶液，若要使溶液中的Cu2+全部沉淀，需加入该氢氧化钠溶液的体积为L。四、填空题(共3小题) 22.盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就“三大酸”与金属铜反应的情况，回答下列问题：(1)稀盐酸不与Cu反应，若在稀盐酸中加入H2O2溶液(常见氧化剂，作氧化剂时还原产物为水)后，则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为_。(2)在一定体积的10 molL1的浓硫酸中加入
10、过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积_(填“大于”“等于”或“小于”)180 mL。若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液)，则该反应的离子方程式为_。(3)根据下图操作及现象推断酸X_(填字母)。A浓盐酸 B浓硫酸 C浓硝酸23.实验室中的Na2SiO3溶液长期放置，瓶底会出现白色沉淀，则形成沉淀的离子方程式是_。取瓶中的上层清液加入稀盐酸，观察到既有气泡产生又有沉淀生成，其离子方程式分别为_。24.硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)二氧化硅是玻璃的成分之一，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学
11、方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(2)用硅酸钠溶液浸泡过的棉花不易燃烧，因此硅酸钠可用作_的原料。(3)工业上常用SiO22CSi2CO制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。答案解析1.【答案】C【解析】浓硝酸与铜反应生成二氧化氮。随着反应的进行，浓硝酸浓度逐渐降低，当成为稀硝酸时，与铜反应生成一氧化氮。2.【答案】A【解析】SiO2与水不反应，A项错误。3.【答案】B【解析】有关反应的方程式：SO22Fe32H2O=2Fe24HSO42，3Fe24HNO3=3Fe3NO2H2O。此时滴入氯化钡溶液，可生成不溶于稀硝酸的硫酸钡白色沉淀。
12、上述反应中Fe3先被SO2还原成Fe2，Fe2又将NO3还原为NO。4.【答案】A【解析】A项中无论硫蒸气量如何，只发生反应：FeSFeS；B项中浓H2SO4时产生SO2，稀H2SO4时不反应；C项中若SO2少量，发生反应：SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O，若SO2足量，发生反应：2SO2Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；D项中若为稀H2SO4，发生反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2，若为浓H2SO4，发生反应：Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O，故选A项。5.【答案】A【解析】硫酸是液体，具有较强的腐蚀性，不便于运输(与固体物质相比较)，应把硫酸厂建在离消费中心近的地区
13、，一般不靠近原料区。6.【答案】D【解析】硫与氢气反应需要加热，实验操作复杂，且产物硫化氢有毒；硫与铁反应需要加热，其产物硫化亚铁固体会附着在试管壁上；硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，试管壁上的硫可用二硫化碳溶解而除去。7.【答案】C【解析】酒精与水互溶，不能利用分液漏斗分离，应选蒸馏法，故A错误；C与浓硫酸反应生成的二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊，则不能检验是否有CO2生成，应除去二氧化硫后检验，故B错误；HCl与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则图中洗气可除杂，故C正确；蒸馏时温度计测定馏分的温度、且冷却水下进上出，图中温度计的位置、冷却水方向均不合理，故D错误。8.【答案】D【解析
14、】若要最后充满溶液，混合气体必须含有氧气，可以是一氧化氮、二氧化氮、氧气混合气体，也可以是一氧化氮、氧气混合气体，或二氧化氮、氧气混合气体。若由二氧化氮和氧气组成，当体积比为41时，4NO2O22H2O=4HNO3，生成硝酸的物质的量是溶于水气体物质的量的45，所得溶液的体积等于溶于水的气体体积，所得溶液的物质的量浓度为4522.4molL1128molL1；若混合气体是一氧化氮和氧气，当体积比为43时，4NO3O22H2O=4HNO3，生成硝酸的物质的量是溶于水的气体物质的量的47，所得溶液体积等于溶于水的气体体积，所得溶液的物质的量浓度为4722.4molL1139.2molL1；则由三种
15、物质组成的混合物所得溶液的M应介于二者之间。9.【答案】B【解析】二氧化碳溶于水：CO2H2O鸠馠2CO3，碳酸的酸性比盐酸弱，比硅酸强。二氧化碳通入氯化钙溶液不反应，无明显现象，不符合题意；过量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中有白色沉淀硅酸生成，符合题意；二氧化碳通入氢氧化钙溶液至过量，Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O、CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最终生成碳酸氢钙而无沉淀，不符合题意；过量二氧化碳通入饱和碳酸钠溶液中：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，生成的碳酸氢钠溶解度比碳酸钠溶解度小而结晶析出，符合题意。10.【答案】D【解析】二氧化硅的重要用途。硅藻土常用作吸附
16、剂和催化剂的载体。11.【答案】C【解析】通过A、B两项都会生成CO2，导致引入新的杂质；浓H2SO4不与NO2反应，故不能除去NO中的NO2；由反应：3NO2H2O=2HNO3NO知，水洗可除去NO中的NO2。12.【答案】D【解析】普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，是一种混合物，没有固定的熔点，B和C错误；其原料除纯碱和石英外，还有石灰石，A错误；生产玻璃中发生的主要反应有SiO2CaCO3CaSiO3CO2和 SiO2 Na2CO3Na2SiO3CO2，泥沙中也含有二氧化硅，生石灰主要成分是氧化钙，它们与纯碱在高温下也能发生类似反应，D正确。13.【答案】B【解析】常见的大气
17、污染物是氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳及烟尘。14.【答案】B【解析】根据原高温气体均为无色，但现场却能看到红烟可推知，是因为发生反应：2NOO2=2NO2。15.【答案】D【解析】单质硅是一种灰黑色有金属光泽的固体，是很好的半导体材料，导电性能介于金属和绝缘体之间；硅的化学性质不活泼，但加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应生成硅烷、二氧化硅等，硅还易与氢氧化钠溶液、氢氟酸、氟气等发生反应。16.【答案】(1)防止空气中的O2对Fe和NO的反应产生干扰，避免影响反应产物的判断(2)Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)()Fe2、NH、NO()3Fe24
18、HNO=3Fe3NO2H2O、Fe33SCN=Fe(SCN)3【解析】(1)空气中的氧气具有强氧化性，为防止空气中的O2对Fe和NO反应的干扰，避免影响反应产物的判断，整个反应需要在N2氛围中进行。(2)铁粉表面的白色物质能变为红褐色，可知该白色物质是Fe(OH)2，遇空气中的氧气易被氧化成红褐色的Fe(OH)3。(3)取部分滤液于试管中，向其中加入KSCN溶液，溶液无变化，可知不含有Fe3；将上述溶液分为两份，一份中滴入氯水，另一份中滴加稀硫酸，两份溶液均变为红色，可知溶液中含有Fe2和NO，因为氯水将Fe2氧化为Fe3使溶液显红色，而在酸性条件下NO能将Fe2氧化为Fe3；另取部分滤液于试
19、管中，向其中加入浓NaOH溶液并加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，有气体生成，该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可知溶液中含有NH。根据以上实验现象，可以判断滤液中存在Fe2、NH、NO；步骤中滴加稀硫酸后溶液会由浅绿色变成红色，是因为溶液中NO在酸性条件下氧化Fe2生成Fe3，Fe3遇KSCN溶液显红色。17.【答案】(1)将广口瓶中盛满水，使一氧化氮从B管通入(或将广口瓶中盛满二氧化碳气体，使一氧化氮从B管通入)(2)氢气、二氧化碳(3)不可行向试管中加入适量的硝酸后，将试管倾斜，用镊子夹取铜片置于试管内壁上，小心塞紧橡皮塞后，再将试管慢慢竖起使铜片滑入底部【解析】(1)由于一氧化氮与空
20、气中的氧气反应，只能用排水法收集，将广口瓶中盛满水，使一氧化氮从B管通入(或将广口瓶中盛满二氧化碳气体，使一氧化氮从B管通入装置收集气体)。(2)该装置可以是块状固体和液体常温下反应制取气体，可以是氢气、二氧化碳。(3)橡胶塞代替铁架台后广口瓶内气密性好，反应放热会使广口瓶内压强增大，橡胶塞和试管有被弹出的可能性，不可行；向试管中加入适量的硝酸后，将试管倾斜，用镊子夹取铜片置于试管内壁上，小心塞紧橡皮塞后，再将试管慢慢竖起使铜片滑入底部。18.【答案】(1)Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(2)生石灰与水反应使溶剂减少，反应放出大量的热，使混合溶液温度升高，利于氨气逸出(3
21、)在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看是否变蓝(或在试管口用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，看是否有白烟生成)(4)喷泉实验(或其他合理方法)(5)AB【解析】方法是加热固体混合物制取氨气，选用A装置；方法是不加热固体与液体反应制取氨气，其反应原理是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热，溶剂水减少，溶液温度升高，溶液的碱性增强，促使氨气逸出，选用B装置。检验氨气收集满的方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口外，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。19.【答案】1.21吨【解析】4FeS211O22Fe2O38SO2、2SO2O22SO3、SO3H2O=H2SO4根据硫元素质量守恒可知FeS22H2SO4
22、根据关系式，设可制取98%的硫酸x吨。x1.21 t20.【答案】纯度66%【解析】硫铁矿煅烧过程中固体质量改变是因为 FeS2转化为Fe2O3480gx160g0.22t解得：x0.66 t。21.【答案】（1）4.48 L（2）1.6【解析】（1）反应消耗Cu的质量：20 g7.2 g=12.8 g，则V（SO2）=4.48 L答：标准状况下，产生气体的体积为4.48 L。（2）标况下4.48 L二氧化硫的物质的量：=0.2 mol，100 mL 18 molL1浓硫酸中含有硫酸的物质的量：18 gmol-10.1 L=1.8 mol，反应后溶液中含有硫酸根离子的物质的量：1.8 mol-
23、0.2 mol=1.6 mol。溶液中的Cu2+全部沉淀后溶液中溶质为Na2SO4，根据Na元素守恒可知消耗NaOH的物质的量：n（NaOH）=2n（Na2SO4）=1.6 mol2=3.2 mol，需加入该氢氧化钠溶液的体积为=1.6 L。22.【答案】(1)CuH2O22HCl=2H2OCuCl2(2)大于3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(3)B【解析】(1)根据题意可知，在盐酸存在的条件下，H2O2与铜发生氧化还原反应，H2O2作氧化剂，铜作还原剂。(2)只有浓硫酸才能和Cu发生氧化还原反应，稀硫酸和Cu不反应，所以被还原的硫酸为0.9 mol时，浓硫酸的实际体积一定大于根据方程
24、式计算的理论值。(3)将酸X加入铁中，铁粉未见溶解；加水后溶解，说明酸是浓硫酸或浓硝酸；向反应后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明是浓硫酸。23.【答案】SiO32H2OCO2=H2SiO3CO32CO322H=H2OCO2、SiO322H=H2SiO3【解析】H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以硅酸钠溶液能与空气中的CO2反应生成H2SiO3白色沉淀，反应的离子方程式是SiO32H2OCO2=H2SiO3CO32。瓶中的上层清液是Na2CO3和Na2SiO3的混合溶液，与稀盐酸反应，生成的气体是CO2，白色沉淀是H2SiO3，反应的离子方程式分别是CO322H=H2OCO2、SiO322H=H2SiO3。24.【答案】(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(2)防火剂(3)CSiO2【解析】二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水；氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应生成四氟化硅和水，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。硅酸钠的水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，可作防火剂。二氧化硅与碳反应生成单质硅和一氧化碳，其中碳元素的化合价升高，碳被氧化；二氧化硅中硅元素的化合价降低，二氧化硅被还原，作氧化剂。学科网（北京）股份有限公司