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1、专题三常见无机物及其应用第 1 讲常见非金属元素单质及其重要化合物一、选择题 ( 本题包括7小题 , 每小题 6 分, 共 42 分 ,每小题只有一个选项符合题意) 1.(2014北京怀柔一模 ) 下列有关物质的性质、应用的说法正确的是( ) A.SiO2不能溶于任何酸B.在同浓度、同体积的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中, 各加入两滴酚酞溶液, 碳酸氢钠溶液中红色较深C.浓硫酸能干燥SO2等气体 , 说明浓硫酸具有吸水性D.自来水厂可用明矾对水进行消毒杀菌解析 : 二氧化硅能和氢氟酸反应, 与其他酸不反应, 故 A错误 ; 碳酸钠和碳酸氢钠溶液水解均显碱性,但碳酸钠水解的程度较大, 碱性较强 , 故
2、B错误 ; 浓硫酸具有吸水性, 与二氧化硫不反应, 能干燥二氧化硫 , 故 C正确 ; 明矾无强氧化性, 不能杀菌消毒,故 D错误。答案 : C 2.(2014江西八校联考 ) “封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点, 观察下面四个“封管实验”( 夹持装置未画出), 判断下列说法正确的是( ) A.加热时 , 上部汇聚了固体碘, 说明碘的热稳定性较差B.加热时 , 中的溶液均变红, 冷却后又都变为无色C.中 , 浸泡在热水中的容器内气体颜色变深, 浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅 已知:2NO2(g)N2O4(g) H0 D.四个“封管实验”中都有可逆反应发生解析 : 加热时 , 上部汇
3、集了固体碘, 是因为加热时碘升华, 碘蒸气在试管的顶部遇冷又凝结成固体碘, 不能说明碘的热稳定性较差, 故 A错误; 中氨水显碱性, 使酚酞溶液变红, 加热时 , 氨气逸出 , 冷却后 , 氨气又和水反应生成NH3H2O,使酚酞溶液变成红色 , 中二氧化硫使品红溶液显无色, 加热后二氧化硫逸出 , 品红溶液重新显红色, 故 B错误 ; 存在反应2NO2(g)N2O4(g) HCSi 氯水和过氧化钠都具有漂白作用, 其漂白原理相似用氢氟酸雕刻玻璃是利用氢氟酸能与二氧化硅反应的性质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页日本福
4、岛核电站泄漏的放射性核素I 和 Cs, 前者比后者少8 个中子Al2O3在工业上用于制作耐高温材料, 也用于电解法冶炼金属铝A.B.C.D.解析 : 碳素钢中含有碳和铁, 遇到合适的电解质溶液能构成原电池, 原电池中铁作负极, 容易被腐蚀, 所以碳素钢比纯铁易生锈, 故错误。二氧化硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质, 所以大量燃烧含硫燃料是形成酸雨的主要原因, 故正确。光导纤维的主要原料是二氧化硅, 太阳能电池的主要原料是硅 , 故错误。盐酸不是氯元素的最高价含氧酸, 所以不能用稀盐酸、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液设计实验来验证元素的非金属性:ClCSi, 故错误。次氯酸和过氧化钠都具有强氧化性,所
5、以氯水和过氧化钠都具有漂白作用, 其漂白原理相似, 故正确。玻璃中含有二氧化硅, 氢氟酸能和二氧化硅反应, 所以用氢氟酸雕刻玻璃是利用氢氟酸能与二氧化硅反应的性质, 故正确。 I 的中子数是 78Cs的中子数是82, 前者比后者少4 个中子 , 故错误。氧化铝的熔点很高, 所以 Al2O3在工业上用于制作耐高温材料, 铝是活泼金属 , 活泼金属的冶炼用电解法, 所以用电解法冶炼金属铝, 故正确。答案 : D 4.(2014江苏百校联考 ) 下列有关实验装置的说法中正确的是( ) 图 1 图 2 图 3 图 4 A.用图 1 装置制取干燥纯净的NH3B.用图 2 装置实验室制备Fe(OH)2C.
6、用图 3 装置可以完成“喷泉”实验D.用图 4 装置测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积解析 : 图 1装置中发生装置可以制备氨气, 通过碱石灰干燥氨气, 但氨气的密度比空气的小, 需要用向下排空气法收集,故 A错误。图2 装置中应把铁作为电解池的阳极, 阳极生成Fe2+,Fe2+和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀, 故 B错误。图3 装置中氯气和氢氧化钠溶液发生反应, 烧瓶中压强精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页减小 , 烧杯中氢氧化钠溶液被压入烧瓶形成喷泉, 故 C正确。图4 装置中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮 ,
7、 二氧化氮和水反应, 故不能测定二氧化氮气体的体积, 故 D错误。答案 : C 5.已知 KMnO4与浓盐酸在常温下反应就能产生Cl2。若用如图所示装置来制备纯净、干燥的氯气, 并实验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置, 其中错误的是( ) A.B.C.D.解析 : KMnO4与浓盐酸在常温下反应产生Cl2, 无需加热 , 盐酸易挥发 , 应盛装在分液漏斗中,固体放在圆底烧瓶中 , 故正确。生成的氯气中含有HCl 和水蒸气 , 应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去 HCl, 氯气能与NaOH溶液反应 , 不能用于HCl 的除杂 , 故错误。通入洗气瓶的导管应长进短出,否则气体不能通过洗气瓶
8、, 故错误。氯气与金属反应时, 气体应通入到试管底部, 并用双孔橡皮塞, 否则会使试管内压强过大导致橡皮塞被顶开, 并应有尾气处理装置, 故错误。答案 : D 6.对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 ,浓硝酸可以用铝槽贮存, 说明铝与浓硝酸不反应D.反应 CuSO4+H2SCuS +H2SO4能进行 , 说明硫化铜既不溶于水, 也不溶于稀硫酸解析 : 浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性, 在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象, 体现了浓硫酸的脱水性 ,故 A正确。浓硝酸受热或见光易分解,
9、 生成二氧化氮、水和氧气, 浓硝酸在光照下颜色变黄, 是分解产生的二氧化氮溶于浓硝酸所致, 故 B正确。常温下铝和浓硝酸发生钝化, 形成的氧化物薄膜阻止了反应的进一步发生, 发生的是氧化还原反应, 故 C错误。化学反应向着生成难溶物的方向进行 , 反应 CuSO4+H2SCuS +H2SO4能进行 , 说明硫化铜既不溶于水, 也不溶于稀硫酸, 故 D正确。答案 : C 7.化学与环境密切相关, 下列有关说法正确的是( ) A.CO2属于大气污染物B.酸雨是 pH小于 7 的雨水C.CO2、NO2或 SO2都会导致酸雨的形成D.大气中 CO2含量的增加会导致温室效应加剧解析 : 因二氧化碳无毒,
10、 不属于大气污染物, 故 A错误。正常雨水的pH为 5.6, 酸雨中因溶解了二氧化硫使其pH小于 5.6, 故 B错误。 NO2或 SO2会导致酸雨的形成,CO2含量的增加会导致温室效应, 故 C错误。大气中CO2含量的增加会加剧温室效应, 故 D正确。答案 : D 二、非选择题( 本题包括4 小题 ,共 58 分) 8.(2014安徽理综 ,27)(12分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质, 某工厂用LiF 、PCl5为原料 ,低温反应制备LiPF6, 其流程如下 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页已知
11、 :HCl 的沸点是 -85.0 ,HF 的沸点是19.5 。(1) 第步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是( 用化学方程式表示) 。无水 HF有腐蚀性和毒性, 工厂安全手册 提示 : 如果不小心将HF沾到皮肤上 ,可立即用2% 的溶液冲洗。(2) 该流程需在无水条件下进行, 第步反应中PF5极易水解 ,其产物为两种酸, 写出 PF5水解的化学方程式 :。(3) 第步分离采用的方法是; 第步分离尾气中HF、 HCl 采用的方法是。(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF 。取样品w g, 测得 Li 的物质的量为n mol, 则该样品中LiPF6的物质的量为 mol( 用
12、含w、n的代数式表示 ) 。解析 : (1)LiF为固体 , 加入 HF后生成溶于HF的 LiHF2, 所以无水HF既是与 LiF 反应生成LiHF2的反应物 , 又是溶解LiHF2的溶剂 ; 一般酸性试剂沾到皮肤上用2%NaHCO3溶液冲洗。(2)PF5中的 P为 +5价, 可结合水中的OH生成 H3PO4;F 为 -1 价, 可结合水中的H生成 HF。(3) 分离固体不溶物(LiPF6) 和液体 (HF) 的方法是过滤 ; 由于 HF和 HCl 的沸点相差较大, 所以应采用冷凝的方法, 使 HF成为液体 , 与气体 HCl 分离开来。(4) 由M(LiPF6) n(LiPF6)+M(LiF
13、) n mol-n(LiPF6)=w g 得:152 g mol-1n(LiPF6)+26 gmol-1n mol-n(LiPF6)=w g 解得 :n(LiPF6)= mol 答案 : (1) 反应物溶剂SiO2+4HFSiF4+2H2O NaHCO3(2)PF5+4H2O5HF+H3PO4(3) 过滤冷凝(4) 9.(14 分 ) 硅是信息技术关键材料, 常用如图所示的方法制取纯硅: (1) 图中发生了置换反应, 发生了化合反应。写出和的化学反应方程式: ; 。(2) 完成一种表示置换反应的通式: 单质( )+化合物 ( )单质( )+。根据已学知识填表: 单质( )单质( )相应的置换反
14、应的化学方程式 (各举一例) A 金属非金属B 金属( )金属( )C 非金属金属D SiO2+2CSi+2CO 解析 : (1) 硅与氯气在加热条件下反应生成四氯化硅, 反应的化学方程式为Si+2Cl2SiCl4; SiCl4与氢气在高温条件下反应生成硅和氯化氢, 反应的化学方程式为SiCl4+2H2Si+4HCl 。(2) 单质( )+化合物 ( )单质( )+化合物 ( ), 故填化合物 ( );A.金属单质镁和稀盐酸反应能生成氯化镁和非金属单质氢气, 故填 Mg+2HClMgCl2+H2;B.金属单质铁和硫酸铜反应能生成硫酸亚铁和金属单质铜, 故填 Fe+CuSO4FeSO4+Cu;
15、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页C.非金属单质碳能和氧化铁反应生成二氧化碳和金属单质铁, 故填 3C+2Fe2O34Fe+3CO2;D.非金属单质碳能和二氧化硅反应生成一氧化碳和非金属单质硅, 故填非金属、非金属。答案 : (1) Si+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si+4HCl (2) 化合物 ( )A Mg+2HClMgCl2+H2B Fe+CuSO4FeSO4+Cu C 3C+2Fe2O34Fe+3CO2D 非金属非金属( 答案不唯一 , 合理即可 ) 10.(14 分) 二氧化硫是大气污染物之一,为
16、粗略测定周围环境中二氧化硫的含量, 某课外活动小组的甲、乙两位同学分别用相同实验装置和溶液, 测定同一时间、同一地点空气(含 SO2、N2、O2气体 , 其他气体忽略 ) 中 SO2的含量。实验装置如图所示, 反应试管中装有碘的淀粉稀溶液A。已知 SO2和 I2发生的反应为SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI(N2、O2不与 I2、淀粉反应 ), 试回答下列问题: (1) 检查该装置气密性时, 先在试管中装入适量的水( 保证玻璃管的下端浸在水中), 然后, 若( 注意阀的单向性), 则证明该装置的气密性良好。(2) 若 A溶液的体积为V mL, 其中 I2的浓度为cmolL-1, 当 A溶
17、液蓝色消失后, 停止抽气 , 此时甲、乙两位同学注射器内抽得气体的体积分别为V1 mL、V2 mL( 所有的体积已折算成标准状况下的体积),且V1V2, 则甲、乙两位同学的测定结果中与该地点空气中SO2的体积分数真实情况最接近的是( 填“甲”或“乙” ), 其结果用c、V、V1或V2等可表示为100% 。另一位同学实验结果产生较大误差的原因可能是。(3) 试管中的A溶液也可以用( 填物质名称 ) 代替 ; 若欲净化空气 , 除去空气中的二氧化硫 , 则有关反应的化学方程式是。(4) 正常雨水的pH约为 5.6, 其原因是。空气中的SO2随雨水降下就成为酸雨。现取一份雨水样品, 每隔一定的时间测
18、定其pH,结果见下表 : 测试时间 /h 0 1 2 4 8 雨水样品的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55 试说明雨水样品的pH减小的原因。解析 : (1) 若要检验该装置的气密性, 首先理解单向阀的作用; 单向阀原理说明: 当注射器推活塞时, 关闭 , 打开 ;当注射器拉活塞时 , 打开 , 关闭。因此应该外拉注射器的活塞, 导致试管内压强减小 ,若看到浸没在水中的玻璃管口处有气泡冒出, 说明气密性良好。(2) 甲、乙两位同学注射器内抽得气体的体积分别为V1 mL、V2 mL( 所有的体积已折算成标准状况下的体积 ), 且V1V2, 原因应是甲抽气速率过快, 造成空气中S
19、O2与碘水未充分反应,产生较大误差,所以乙更符合实际。设参与反应的二氧化硫的物质的量为x, SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI 1 1 x V10-3LcmolL-1则x=Vc10-3 mol 二氧化硫的体积分数= 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页100%= 100% 。(3) 试管 A中溶液是为了氧化二氧化硫气体, 所以选择能氧化二氧化硫的氧化剂,可以是酸性高锰酸钾溶液 ( 或溴水 ); 若欲净化空气, 除去空气中的二氧化硫, 需要通过氢氧化钠溶液, 反应的化学方程式为SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
20、 。(4) 空气中存在CO2, 溶于水生成H2CO3, 使雨水显酸性 , 正常雨水的pH约等于 5.6; 雨水的 pH变小的原因是由于排放出来的SO2溶于水后生成H2SO3,H2SO3随雨水的下降 , 逐渐被空气中的氧气所氧化, 生成易电离的H2SO4:2H2SO3+O22H2SO4, 从而使雨水的酸性增强。答案 : (1) 向外轻轻拉动注射器活塞试管内导管口有气泡冒出(2) 乙抽气过快 ,SO2未被碘水充分吸收(3) 酸性高锰酸钾溶液( 或溴水 ) SO2+2NaOHNa2SO3+H2O (4) 雨水中溶解了二氧化碳雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化成H2SO4, 酸性增强11.(2014
21、 上海崇明县一模)(18 分) 某兴趣小组设计并进行了以下实验来探究Cl2、漂粉精的制备及有关性质。(1) 实验室拟用如图装置制备干燥、纯净的氯气, 请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:H、; 广口瓶中的试剂为。(2) 写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式:。(3) 某学生设计如表实验进一步探究SO2与漂粉精的反应, 则漂粉精具有。操作现象取 4 g 漂粉精固体 ,加入 100 mL水部分固体溶解, 溶液略有颜色过滤 , 测漂粉精溶液的pH pH试纸先变蓝 ( 约为 12), 后褪色. 液面上方出现雾状物. 稍后 , 出现浑浊 , 溶液变为黄绿色. 稍后 , 产生大量白色
22、沉淀, 黄绿色褪去(4) 该同学推测现象的雾状物由盐酸小液滴形成, 进行如下实验加以进一步验证: a. 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验雾状物,无变化 ; b. 收集雾状物 , 用酸化的AgNO3溶液检验 , 产生白色沉淀。实验 a 的目的是。(5) 现象中溶液变为黄绿色的可能原因: 随溶液酸性的增强, 漂粉精的某些成分之间发生反应。请设计实验方案 , 进一步确认这种可能性, 方案为。(6) 用化学方程式解释现象中黄绿色褪去的原因:。检验褪色后溶液中是否有Cl-的方法是。解析 : (1) 实验室制取干燥、纯净的氯气时, 首先要制取氯气, 然后通过饱和食盐水除去挥发出来的HCl, 通过浓硫酸除去混入的
23、水蒸气, 这时得到了干燥、纯净的氯气, 要用向下排空气法收集氯气, 最后要吸收多余的氯气, 注意防止倒吸, 仪器连接顺序为HBACDE。(2) 氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水, 反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 。(3) 测得 pH约为 12, 说明漂粉精显碱性, 试纸先变蓝后褪色, 说明漂粉精具有漂白性。(4) 因氯气与酸化的AgNO3溶液反应也产生白色沉淀, 故检验盐酸应先排除氯气的干扰。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页(5) 验证题中可能性的方案为:
24、 向漂粉精溶液中逐滴滴入稀硫酸, 随溶液酸性的增强, 漂粉精中成分为次氯酸钙、氯化钙, 次氯酸根具有强氧化性, 在酸性溶液中可将氯离子氧化为氯气, 氯气为黄绿色气体 ,氯气溶于水所得溶液呈黄绿色。(6) 溶液呈黄绿色 , 有 Cl2生成 ,Cl2与 SO2反应生成HCl 与 H2SO4; 反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl; 由于反应产生了硫酸, 故要检验氯离子, 必须先排除硫酸根的干扰, 可用硝酸钡溶液 , 使其生成硫酸钡沉淀, 然后取上层清液, 再加硝酸银溶液, 产生白色沉淀, 证明有氯离子。答案 : (1)B A C D E 饱和食盐水(2)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (3) 碱性、漂白性(4) 排除氯气干扰(5) 向漂粉精溶液中逐滴加入稀硫酸, 观察溶液是否变为黄绿色(6)SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl 取样 , 加入足量的硝酸钡溶液, 待沉淀完全后, 取上层清夜 ,滴入硝酸银溶液与稀硝酸, 产生白色沉淀 , 说明有 Cl-精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页