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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.制玻璃和水泥的共同原料是()A 二氧化硅B 碳酸钠C 碳酸钙D 硅酸钠2.下列有关二氧化硅的叙述正确的是()A 二氧化硅不与任何酸反应B 二氧化硅能与水反应生成硅酸C 二氧化硅是酸性氧化物，能与烧碱溶液反应D 二氧化硅是两性氧化物，能与碱和氢氟酸反应3.下列关于硅的化学性质的叙述正确的是()A 常温下不与任何酸反应B 常温下可与NaOH溶液反应C 常温下可与Cl2反应生成SiCl4D 常温下可与O2反应生成SiO24.将过量铁粉放入100 mL 2 molL1的硝酸溶液中，假设还原产物只有一氧化氮且硝酸完全反应，则参加反应的铁
2、的质量为()A 2.8 gB 5.6 gC 4.2 gD 11.2 g5.已知3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，则下列说法不正确的是()A Cu做还原剂，HNO3做氧化剂B HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性C 每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol电子转移D 如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO6.已知0.1 mol某单质与足量的硫在一定条件下充分反应后质量增加了1.6 g，则该单质可能是()A 钙B 铜C 铁D 铝7.与下列物质的反应中，硝酸既表现氧化性，又表现酸性的是()A FeOB Na2CO3C CuOD 木炭8.将3.2
3、g Cu投入100 mL稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量的H2O2溶液，金属Cu逐渐溶解，则下列说法正确的是()A 反应过程中有刺激性气味的气体产生B H2O2对Cu和稀硫酸的反应起催化作用C 若该过程中Cu和稀硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的物质的量浓度为0.5 molL1D 反应中H2SO4既表现出酸性又表现出氧化性9.下列药品中不需要密封保存的是()A 水玻璃B 浓硫酸C 烧碱D 硫黄10.现有以下几种措施，其中能减少酸雨产生的措施是()对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理少用原煤作燃料燃煤时鼓入足量空气开发清洁能源A B C D 11.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中正确的是
4、()A 常温时都能与铁发生反应，放出气体B 加热时都能与铜发生反应C 硫元素的化合价都是6价D 都能作为气体的干燥剂12.某博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器(婺州窑)，婺州窑瓷器胎体的原料为高岭土AlnSi2O5(OH)4。下列说法不正确的是()A 古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品B 高岭土为含水的铝硅酸盐Cn3D 我国在新石器时代已能烧制陶器13.盛有NO和NO2混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO和NO2的体积比是()A 31B 13C 21D 1214.向5 mL 18 molL1的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应。下
5、列说法正确的是()A 有0.09 mol的硫酸被还原B 有0.045 mol的硫酸被还原C 充分反应后体系无硫酸剩余D 消耗的铜的质量一定小于2.88 g15.关于二氧化氮和二氧化硫的叙述正确的是()A 两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染B 二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸C 两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色D 两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸二、实验题(共3小题) 16.工业上以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸。其生产设备与过程如下：生产设备：沸腾炉；接触室；吸收塔。生产过程：在沸腾炉内硫化亚铁与氧气发生反应，
6、生成二氧化硫；在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气化合，生成三氧化硫；三氧化硫在吸收塔用98.3%的浓硫酸吸收，生成硫酸。下图装置是仿照工业上制备硫酸的流程设计出来的：(1)写出硫化亚铁与氧气反应的方程式：_。(2)请写出上图甲装置的作用：_。(3)写出在催化剂表面所发生的反应的方程式：_。(4)在乙反应器内要求氧气的量要比二氧化硫的量多一倍左右，你如何进行控制与估计：_。(5)学生为了比较探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫而不用水，特用上述装置进行模拟实验。若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因是_。(6)处理尾
7、气的方法有_。17.某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。(1)实验室可用浓氨水和_（填序号）来制取氨气。烧碱生石灰氯化铵(2)某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验：盛放氨水的实验仪器的名称为_；在加热条件下，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_。实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟，其原因是_。烧杯中盛有氢氧化钠溶液的作用是_。18.已知亚硫酸钠晶体与浓硫酸反应可以产生二氧化硫，按如下图进行演示实验。请回答下列问题：(1)中的实验现象是_，说明二氧化硫具有性质是_。(2)中的实验现象是_，证明二氧化硫有_性。(
8、3)中的实验现象是_，证明二氧化硫有_性。(4)中的实验现象是_，证明二氧化硫有_性。(5)中的实验现象是_，说明二氧化硫具有性质是_。三、计算题(共3小题) 19.(1)32 g铜投入一定浓度的硝酸溶液中，铜完全溶解，共收集到NO和NO2的混合气体8.96 L气体(标准状况)。计算产生NO的体积(标准状况)_ L；将盛有此混合气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积为_L。(2)向100 mL 0.8 molL1硝酸溶液中加入一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物，充分反应后，放出标准状况下的气体224 mL，且测得溶液中铁只以Fe2形式存
9、在，为使Fe2完全沉淀，可向反应后的溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液_mL。20.向100 mL 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。21.用氨氧化法制硝酸时，如果氨的利用率是80%，则用3.4吨氨制得45%的硝酸多少吨？四、填空题(共3小题) 22.中国科学院官方微信于2017年3月发表灰霾专题，提出灰霾中细颗粒物的成因，部分分析如
10、下图所示。(1)根据上图信息可以看出，下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的_(填字母)。a.SO2b.NOxc.VOCs d.NH3(2)大量行驶的机动车是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示；写出稀燃过程中NO发生的主要反应的方程式_。(3)科学家经过研究发现中国霾呈中性，其主要原因如下图所示：请判断A的化学式并说明判断理由：_。23.如图是有关氮的循环示意图：(1)过程中通过_的作用将空气中的氮气固定下来。(2)请写出中合成氨反应的化学方程式：_。(3)请写出中固氮反应的方程式：_。(4)过程中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将造成对环境的污染。已知NaNO2遇到
11、还原性较强的NH4+等被还原为N2，在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是_（填字母）。aH2O2bNH4ClcKNO324.为探究SO2的漂白是SO2直接作用于有色物质，还是SO2与水反应的产物H2SO3的作用，设计如图装置进行实验。（图中所用硫酸的质量分数为70%）（1）为探究干燥的SO2能不能使品红褪色，请指出设计的实验装置图中两个明显的不足之处。（2）按照修改后的装置，实验中控制SO2以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是SO2直接导致。所以，SO2通过品红水溶液后，引起品红褪色的可能是（填化学式）。答案解析1.【
12、答案】C【解析】生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。2.【答案】C【解析】二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物，能与氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水，不能与水反应，也不能与酸(如硝酸等)反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应，其产物是四氟化硅和水，而不是盐和水，所以二氧化硅不是两性氧化物。3.【答案】B【解析】硅在常温下化学性质不活泼，除与氟气、氢氟酸和强碱反应外，不与其他物质反应。在加热条件下，硅能与一些非金属反应，如SiO2SiO2。
13、4.【答案】C【解析】过量铁粉与稀硝酸反应的方程式：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，参加反应硝酸的物质的量0.1 L2 molL10.2 mol，参加反应铁的质量0.2 mol8356 gmol14.2 g。5.【答案】D【解析】根据反应知，A正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B正确；根据双线桥分析，该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子，C正确；HNO3被还原生成NO，若有8 mol HNO3被还原，则生成8 mol NO，D错误。6.【答案】B【解析】反应后质量增加1.6 g，即为参加反应硫的质量，其物质的量为0.05 mol；参加反应的金属
14、单质与硫的物质的量比为21；设单质为R，生成的硫化物为R2S, R化合价为1价。7.【答案】A【解析】A符合要求，FeO与浓HNO3反应生成NO2和Fe(NO3)3，HNO3表现出强氧化性，同时又表现出酸性；B、C不符合要求，硝酸与弱酸盐及碱性氧化物反应表现出酸性；D不符合要求， 硝酸只表现出强氧化性。8.【答案】C【解析】H2O2有强氧化性，能将Cu氧化，在稀硫酸存在时，反应生成CuSO4和水，反应的化学方程式为CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O，反应过程中没有气体产生，A项错误；H2O2在反应中是氧化剂，B项错误；若该过程中3.2 g Cu与100 mL稀硫酸恰好完全反应，则H2S
15、O4的物质的量为0.05 mol，故稀硫酸的物质的量浓度为0.5 molL1，C项正确；反应中参加反应的H2SO4只表现出酸性，D项错误。9.【答案】D【解析】水玻璃(Na2SiO3水溶液)、烧碱(NaOH)会与空气中的二氧化碳反应，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气。10.【答案】C【解析】煤中含有一定量的硫，煤在燃烧时产生大量的SO2，这是酸雨产生的主要原因之一。对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理、开发清洁能源、少用原煤作燃料等可以减少酸雨的产生。燃煤时鼓入足量空气只能促使煤燃烧得更彻底，不能减少SO2的排放量。11.【答案】C【解析】浓硫酸常温下能使铁钝化，加热时浓硫酸能与铜发生反应，浓硫酸具有吸
16、水性，常作气体的干燥剂。稀硫酸常温下能与铁反应放出氢气，常温或加热时，稀硫酸都不能与铜反应，不具有吸水性，不能作干燥剂。12.【答案】C【解析】根据化合物中正负化合价代数和为0的规则：n(3)2(4)5(2)4(1)0，解得n2。13.【答案】B【解析】根据差量法计算。假设混合气体的体积为1 L，则有3NO2H2O=2HNO3NOV3 2V(NO2) 0.5 L解得：V(NO2)0.75 L，则V(NO)1 L0.75 L0.25 L，V(NO)V(NO2)13。14.【答案】D【解析】浓硫酸与铜加热时可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐
17、渐降低变成稀硫酸，因此，参加反应的硫酸的实际量要比理论计算值小。硫酸的物质的量0.005 L18 molL10.09 mol，参加反应硫酸的物质的量小于0.09 mol，参加反应铜的质量小于2.88 g。15.【答案】B【解析】二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。16.【答案】(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)净化二氧化硫和氧气，吸收水分，使二氧化硫和氧气充分混合，通过观察气泡，调节气体的流速(3)2SO2 O22SO3(4)可以通过调节气阀，控制气体流量，观察甲装
18、置的冒泡速率估计。(5)原因有两个：浓硫酸对三氧化硫的吸收效果远好于水，三氧化硫被浓硫酸完全吸收了；插入浓硫酸溶液的导管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大，三氧化硫气体在水中冒出来了，与水蒸气化合形成酸雾(6)用碱液吸收【解析】实验的目的是比较浓硫酸和水吸收三氧化硫的效果。装置甲的作用：净化二氧化硫和氧气，吸收水分，使二氧化硫和氧气充分混合，通过观察气泡，调节气体的流速( 通入二氧化硫气体的导管口冒泡的速率大约是氧气导管口的二分之一)。丙装置用浓硫酸吸收三氧化硫，丁装置中用水吸收三氧化硫。若丁装置在反应过程中先出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直都没有任何现象，产生这种现象的原因有两个
19、：三氧化硫跟水蒸气化合生成硫酸放出大量热，使水气化，形成水雾的同时带出少量硫酸，常称为酸雾，从而降低三氧化硫的吸收。用浓硫酸时，少量三氧化硫和水反应而被吸收，大量的三氧化硫溶解在硫酸中形成发烟硫酸( 溶质为三氧化硫，溶剂为硫酸)，虽然吸收过程中也放出热，但硫酸沸点高，不会气化，也就无雾状物出现；插入浓硫酸溶液的导管插得太深，导致两个吸收瓶内的气压差较大，三氧化硫气体逸出，与水蒸气化合形成酸雾。17.【答案】(1)(2)锥形瓶4NH35O24NO6H2O一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，硝酸吸收氨气生成硝酸铵吸收尾气，防止空气污染【解析】(1)烧碱溶于水放出大量的热，溶液温度升高使氨气溶解度降低逸
20、出；生石灰与水反应放热，可促使氨气挥发，可用于制备氨气。(2)盛放氨水的实验仪器为锥形瓶，氨气催化氧化反应为4NH35O24NO6H2O；一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸4NO3O22H2O = 4HNO3，硝酸吸收氨气生成硝酸铵NH3 HNO3= NH4NO3，所以如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟；尾气中含有氮的氧化物、氨气等气体，直接排放能够引起空气污染，通入氢氧化钠溶液，可以吸收尾气，防止空气污染。18.【答案】(1)石蕊试液变红酸性氧化物，与水反应生成亚硫酸(2)品红溶液褪色漂白(3)溴水褪色还原(4)高锰酸钾溶液褪为无色还原(5)澄清石灰
21、水先变浑浊，后又变澄清酸性氧化物，与碱反应【解析】二氧化硫具有酸性氧化物的性质，能使紫色石蕊变红，可以用氢氧化钠溶液吸收；二氧化硫有漂白性使品红等有机色素褪色；二氧化硫具有还原性，能与高锰酸钾和溴水等强氧化性物质反应而褪色。19.【答案】(1)6.725.6(2)700【解析】(1)n(Cu)0.5 mol，设NO和NO2的体积分别为x与y，则xy8.96 L，由电子得失守恒：30.52 mol，解得：x6.72 L，y2.24 L；生成的氮氧化物又和氧气反应生成硝酸，整个反应过程中Cu失去电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量，设氧气体积为VL，根据转移电子守恒得n(Cu)241，解得V5
22、.6。(2)n(HNO3)0.1 L0.8 molL10.08 mol，放出标准状况下的气体224 mL，为NO，且n(NO)mol0.01 mol，反应后生成Fe(NO3)2，且n(NO)0.08 mol0.01 mol0.07 mol，加入NaOH，溶液中溶质为NaNO3，则n(NaOH)n(NO)0.07 mol，V(NaOH)0.7 L700 mL。20.【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
23、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-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。21.【答案】22.4吨【解析】设制得45%的硝酸x吨。1763（3.4 t80%）（xt45%）解得x22.422.【答案】(1)a(2)2NOO2=2NO2(3)SO；因为反应前S为4价，
24、N为4价，反应后HONO中N元素为3价，化合价降低；则必有元素化合价升高，是S元素从4价升高到6价，以SO形式存在【解析】(1)根据示意图可知SO2不是由机动车行驶造成的，故答案为a。(2)稀燃过程中NO发生的主要反应的化学方程式为2NOO2=2NO2。(3)反应前S元素为4价，N元素为4价，反应后HONO中N元素为3价，化合价降低；有化合价的降低，必有元素化合价升高，所以是S元素从4价升高到6价，故A物质为SO。本题也可根据质量守恒推出A的化学式为SO。23.【答案】(1)豆科作物的根瘤菌(2)N23H22NH3(3)N2O22NO(4)ac【解析】豆科作物的根瘤菌可把空气中的氮固定下来；工
25、业利用氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下合成氨；放电条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮。根据题给信息知亚硝酸钠具有氧化性，可被铵根离子等还原性物质还原，氯化铵属于铵盐，可使亚硝酸钠无害化处理。而过氧化氢具有强氧化性，硝酸钾无还原性，不能使亚硝酸钠无害化排放。24.【答案】（1）二氧化硫没有干燥（或缺少二氧化硫的干燥装置）、没有尾气吸收装置（2）H2SO3【解析】（1）该实验是探究干燥的SO2能不能使品红褪色，所以二氧化硫通入品红溶液前要进行干燥，二氧化硫有毒，所以多余气体不能直接排空，故要有尾气处理装置。（2）二氧化硫和水反应生成亚硫酸SO2+H2OH2SO3，所以引起品红褪色的可能是H2SO3。