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1、第五章化工生产中的重要非金属元素单元测试卷一、单选题(共15小题) 1.已知氨气极易溶于水，难溶于四氯化碳。下列不适合作氨气的尾气吸收装置的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D2.下列叙述正确的是()A FeO与稀硝酸反应属于复分解反应B 常温下Fe与浓硝酸不反应C 铜片与浓硝酸发生离子反应：CuNO4H=Cu2NO22H2OD 向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸发生反应：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O3.足量的铜和含有2.4103mol 硝酸的某浓硝酸完全反应，共收集到标准状况下气体的体积是22.4 mL。参加反应的铜的质量是()A 38.4103gB 44.8103gC
2、48.3103gD 57.6103g4.氨水显弱碱性的主要原因是 ()A 通常状况下，氨的溶解度不大B 氨水中的一水合氨少量电离C 溶于水的氨分子只有少量发生电离D 氨本身的碱性弱5.用加热的方法可以分离的一组物质是()A 氯化铵和消石灰B 碳酸氢铵和过氧化钠C 氯化铵和氯化钠D 碘和氯化铵6.如图所示的装置中，干燥的烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是()A 二氧化碳(碳酸氢钠溶液)无色喷泉B 氨气(水含有酚酞)红色喷泉C 硫化氢(硫酸铜溶液)黑色喷泉D 氯化氢(硝酸银溶液)白色喷泉7.制备干燥氨气所需的药品是()A 氯化铵溶液、氢氧化钠溶液
3、B 浓氨水、浓硫酸C 氢氧化钠溶液、氯化铵晶体、浓硫酸D 氯化铵固体、碱石灰、氢氧化钙8.用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：铜与浓硝酸反应；铜与稀硝酸反应；铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与硝酸反应。下列叙述正确的是()A 三种途径所消耗的铜的物质的量不相等B 三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C 所消耗铜的物质的量是：途径途径途径D 所消耗硝酸的物质的量是：途径途径途径9.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。光导纤维的主要成分是()A 硅B 二氧化硅C 硅酸钠D 石墨10.下列化学反应的离子方程式正确的是()A 用稀硝酸溶解硫化亚铁固体：FeS2H=Fe2H2SB 少量二氧化硫通入
4、次氯酸钙溶液中：SO2H2OCa22ClO=CaSO32HClOC 在稀氨水中通入过量二氧化碳：NH3H2OCO2=NH4+HCO3D 氢氧化钙溶液与等物质的量稀硫酸混合：Ca2OHHSO42=CaSO4H2O11.往浅绿色的硝酸亚铁溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是()A 颜色变浅B 逐渐变红色C 没有改变D 变棕黄色12.某金属单质与一定浓度的硝酸反应，假定只有单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原的硝酸物质的量之比为21时，还原产物()A 二氧化氮B 一氧化氮C 一氧化二氮D 氮气13.下列溶液中碳酸钠溶液氢氟酸氢氧化钠溶液氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞
5、的是()A B C D 14.如图所示的试管中装有12 mL一氧化氮，然后间歇缓慢地通入8 mL氧气。有关最终状态的描述：试管内气体呈红棕色，试管内气体呈无色，试管内液面不变，试管内液面上升，试管内气体是氧气，试管内气体是一氧化氮。其中正确的是()A B C D 15.氮及其化合物的变化关系如下所示。则下列说法不正确的是()A 路线是工业生产硝酸的主要途径B 路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径C 上述所有反应都是氧化还原反应D 氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2二、实验题(共3小题) 16.某校研究性学习小组，探究一定量的浓硫酸与足量锌充分反应产生的气体产物，进行如下实验：按图组装好实
6、验装置，在A中加入5 mL 98%的浓硫酸和足量的锌粒，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。试回答下列问题：(1)写出A中从反应开始到停止可能发生反应的化学方程式：_。(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接_、_接b，c接_、_接d；D、E两支试管中四氯化碳的作用是_。(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为_；反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_。(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为_。17.某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中
7、，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_。(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_。(3)丙同学在安装好装置后，必不可少的一步操作是_。(4)说明A、B、E中可能的试剂及其作用：A中加入的试剂可能是_，作用是_；B中加入的试剂可能是_，作用是_；E中加入的试剂可能是_，作用是_。(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是：C中_；D中_。(6)如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判
8、断气体X中有氢气(填“能”或“不能”)_，原因是_。18.请用下图所示的装置设计实验，验证浓硫酸与木炭粉反应产生的各种产物。(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式是_。(2)实验装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是_(填装置序号)。(3)实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_，B瓶溶液的作用是_，C瓶溶液的作用是_。(4)装置中所加的固体药品是_，可验证的产物是_，确定装置在整套装置中的位置的理由是_。(5)装置中所盛溶液是_，可验证的产物是_。三、计算题(共3小题) 19.已知稀硝酸和铜能发生反应，生成硝酸铜、一氧化氮气体和水。（1）请写出
9、该反应的化学方程式，并用双线桥法标出反应中电子转移的方向和数目。（2）一次实验中，某同学用过量的稀硝酸（其密度为1.08 gmL-1，HNO3的质量分数为12%）跟一定量的铜片反应，产生了标准状况下0.56 L的一氧化氮。试计算（简要写出计算过程）：该稀硝酸的物质的量浓度（结果保留小数点后一位）；被还原的HNO3的物质的量。20.铜是重要的工业原材料，现有铜、氧化亚铜组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，取35.2 g混合物加入0.5 L 3.4 molL1的稀硝酸，固体物质完全反应，生成一氧化氮4.48 L(标准状况)。向所得溶液中加入aL 2.0 molL1氢氧化钠溶液，恰好使
10、溶液中的铜离子沉淀完全。(1)氧化亚铜与稀硝酸反应的化学方程式为_。(2)混合物中，铜的物质的量为_；氧化亚铜的物质的量为_。(3)所加氢氧化钠溶液的体积是_。21.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？四、填空题(共3小题) 22.下列关于硅、硅酸盐的说法正确的是_(填序号)。硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石。硅的导电性介于导体与绝缘体之间。硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应。水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐材料。高纯度的硅单质广泛用于制
11、作光导纤维。23.化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱反应生成化合物D。(1)易与C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_。(2)将C与纯碱混合高温熔融时发生化学反应生成D，同时还生成能使澄清石灰水变浑浊的氧化物E；将少量的E 通入D的水溶液中，生成化合物F。分别写出生成D和F的化学方程式：_。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是_。A普通玻璃坩埚B石英玻璃坩埚C铁坩埚(3)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是_。24.浓硝酸具有强氧化性，能将许多非金属单质氧化。(1)浓硝酸将木炭
12、氧化成二氧化碳的化学方程式是_。(2)浓硝酸将硫氧化成硫酸的化学方程式是_。(3)硝酸与非金属反应生成物的规律是_。答案解析1.【答案】C【解析】氨气极易溶于水，若用装置C吸收尾气氨气时，容易发生倒吸。2.【答案】D【解析】A不正确，FeO与稀硝酸反应，表现硝酸的氧化性和酸性，因此该反应属于氧化还原反应；B不正确，浓硝酸使Fe钝化属于氧化还原反应；C不正确，离子方程式中电荷和原子不守恒；D正确，在酸性条件下Fe2被NO氧化。3.【答案】B【解析】铜与浓硝酸可能反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。被还
13、原硝酸的物质的量22.4103L22.4 L mol11103mol，生成硝酸铜的物质的量(2.4103mol1103mol)27104mol，参加反应的铜的质量7104mol64 gmol144.8103g。4.【答案】B【解析】氨易溶于水，且与水反应生成一水合氨(NH3H2O)，一水合氨能部分电离产生氢氧根离子，使氨水具有弱碱性。氨气是非电解质，不能电离产生氢氧根离子。5.【答案】C【解析】用加热的方法不能分离A、B、D组物质：氯化铵与消石灰加热时可反应生成氯化钙、氨气和水；碳酸氢铵受热时分解生成氨气、二氧化碳和水，二氧化碳和水都能与过氧化钠反应；受热时碘变为蒸气，氯化铵分解生成氨气和氯化
14、氢，同时逸出，冷却时重新变为固体碘和氯化铵混合在一起。氯化钠固体受热无变化，氯化铵受热分解，生成的氨气和氯化氢从混合物中逸出，温度降低时氨气与氯化氢又迅速化合生成氯化铵， C组物质可用加热、冷却的方法分离。6.【答案】A【解析】二氧化碳在水中的溶解度较小且不与碳酸氢钠溶液反应，不能形成喷泉，A符合题意；氨气易溶于水，溶液显碱性遇酚酞变红色，形成红色喷泉，B不符合题意；硫化氢能与硫酸铜溶液反应被吸收，使烧瓶内气体的压强减小，并有黑色硫化铜生成，可形成黑色喷泉，C不符合题意；氯化氢能与硝酸银溶液反应被吸收，使烧瓶内气体的压强减小，并有白色氯化银生成，可形成白色喷泉，D不符合题意。7.【答案】D【解
15、析】实验室常用氯化铵与氢氧化钙反应制备氨气，也可采用加热浓氨水使之分解的方法制备氨气。氨气是碱性气体，常用碱石灰干燥氨气，不能用浓硫酸和无水氯化钙干燥氨气。8.【答案】D【解析】有关反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；2CuO22CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O。由上述化学方程式可知：生成相同质量的硝酸铜，则消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径消耗硝酸最多，途径次之，途径消耗最少；即生产硝酸铜，途径效果最佳，既不造成污染，又能提高硝酸的利用率。9.【答案】B【
16、解析】光导纤维的主要成分是二氧化硅。半导体和太阳能电池板主要成分是硅。10.【答案】C【解析】稀硝酸能将硫化亚铁氧化：FeS 4HNO3= Fe3 S NO2H2O；次氯酸钙溶液能将二氧化硫氧化：2SO22H2OCa22ClO=CaSO44H+2Cl+SO42；氢氧化钙溶液与等物质的量稀硫酸混合：Ca22OH2HSO42=CaSO42H2O。11.【答案】D【解析】亚铁离子与硝酸根离子在溶液中可以大量共存，但加入盐酸后，形成稀硝酸具有强氧化性，把Fe2氧化成Fe3，这样溶液由浅绿色变成棕黄色。12.【答案】C【解析】设金属单质M，硝酸的还原产物中氮元素的价态为x，根据电子得失守恒，MMn+ne
17、，HNO3Nx+(5x)e，因为参加反应的单质与被还原的硝酸物质的量之比为21，2n5x，因为2n必为偶数，所以x必为奇数，只有C正确。13.【答案】A【解析】项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃试剂瓶盛放。14.【答案】C【解析】由反应的化学方程式4NO3O22H2O=4HNO3可知， 一氧化氮与氧气恰好完全反应时的体积比为43，试管内12 mL 一氧化氮中通入8 mL氧气，氧气完全反应，消耗一氧化氮体积为32/3 mL，反应后剩余NO 12 mL
18、32/3 mL4/3 mL。试管内气体为无色的一氧化氮、试管内液面上升。15.【答案】D【解析】氮气和氧气在放电条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能一步转化为NO2，D错误。16.【答案】(1)Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O、ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2(2)3(或4)4(或3)21防倒吸(3)C中品红溶液褪色浓硫酸变成稀硫酸后与锌反应放出氢气(4)SO2H2OCaSO3=Ca22HSO3【解析】(1)开始阶段由浓硫酸具有强氧化性与锌反应产生二氧化硫气体，Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O，随反应的进行，硫酸逐渐被消耗，浓硫酸变为稀硫
19、酸，与锌发生置换反应生成氢气，ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2。(2)从图示看，C装置应是检验二氧化硫气体的，应选择甲装置，则B处需接一安全装置。(3)浓硫酸的强氧化性表现在硫酸根离子被还原，生成二氧化硫的反应。反应开始后，装置中的空气被排出，产生大量气泡，当二氧化硫被品红溶液吸收时，气泡量减少，且随着硫酸浓度的减小，反应速度逐渐减慢，反应较长时间后浓硫酸变成稀硫酸，与锌反应生成氢气，气泡量又会增加。(4)D中浑浊消失是因为过量的二氧化硫与亚硫酸钙反应生成亚硫酸氢钙。17.【答案】(1)Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O(2)当锌与浓硫酸反应时，浓硫酸的浓度逐渐减小，锌与稀硫酸
20、反应可产生氢气(3)检查装置的气密性(4)品红溶液检验二氧化硫浓硫酸吸收水蒸气碱石灰防止空气中水蒸气进入D中(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)白色粉末变成蓝色(6)不能因为混合气体中含水蒸气，会干扰氢气的检验【解析】硫酸与锌反应，硫酸浓度不同，其还原产物不同。锌与浓硫酸共热发生反应生成硫酸锌、二氧化硫(还原产物)和水，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌、氢气(还原产物)，所以浓硫酸与锌反应产生的气体可能是二氧化硫或二氧化硫和氢气的混合气体。由装置图可知，丙同学设计的实验是先检验二氧化硫，然后再检验氢气，干燥管是通过氢气的氧化产物水来判断有无氢气存在，所以检验氢气之前一定要除去气流中夹带的水分子，B装置
21、中应该装入浓硫酸进行干燥。18.【答案】(1)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(2) (3)验证二氧化硫的存在充分吸收二氧化硫验证二氧化硫是否已被吸收完全(4)无水硫酸铜水由于产物通过时会带出水蒸气，必须放在之前(5)澄清的石灰水二氧化碳【解析】浓硫酸与木炭粉共热发生反应，生成二氧化碳、二氧化硫和水，检验这三种产物时，要避免相互干扰，如检验二氧化碳时一般用澄清石灰水，而二氧化硫也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验二氧化碳之前必须先除去二氧化硫；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析可知装置的连接顺序是。19.【答案】（1）（2）2.
22、1 molL-10.025 mol【解析】（1）稀硝酸和铜能发生反应，生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应方程式为3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O；该反应中部分N元素化合价由+5价变为+2价，氧化剂为HNO3，对应还原产物为NO，Cu元素化合价由0价变为+2价，还原剂为Cu，该反应转移6e，用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目为。（2）溶液密度为1.08 gmL-1，质量分数为12%，c=2.1 molL-1。反应3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，产生了标准状况下0.56 L的一氧化氮，所以被还原的HNO3的物质的量即生成一氧化氮的量为=0.02
23、5 mol。20.【答案】(1)3Cu2O14HNO3(稀)=6Cu(NO3)22NO7H2O(2)0.1 mol0.2 mol(3)0.75 L【解析】有关反应的化学方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，3Cu2O14HNO3(稀)=6Cu(NO3)22NO7H2OCu(NO3)22NaOH =Cu(OH)22NaNO3。一氧化氮的物质的量4.48 L22.4 L mol10.2 mol，设混合物中铜、氧化亚铜的物质的量分别为x、y，x64 gmol1y144 gmol135.2 g，23x23y0.2 mol，x0.1 mol，y0.2 mol；原硝酸溶液中硝酸
24、的物质的量0.5 L3.4 molL11.7 mol，所加氢氧化钠溶液的体积(1.7 mol0.2 mol) 2.0 molL10.75 L。21.【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。22.【答案】【解析】硅在自然界中只有化合态，没有游离态，硅主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，硅石的主要成分是SiO2，不正确；正确；硅在常温下能与F2、HF和强碱溶液反应，不正确；水晶的成分是SiO2，不正确；SiO2用于制光导纤维而不是硅，不正确。23.【答案】(1)氢氟酸(或HF)SiO24HF=SiF42H
25、2O(2)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3AB(3)50%【解析】二氧化硅用作光导纤维，则C是SiO2；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，故D是硅酸钠。(1)二氧化硅与HF反应，与一般的酸不反应，化学方程式是SiO24HF=SiF42H2O。(2)二氧化硅与碳酸钠高温反应生成硅酸钠和二氧化碳气体，E是二氧化碳，少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，生成硅酸沉淀和碳酸钠，化学方程式分别是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3。纯碱为碳酸钠，高温下碳酸钠与二氧化硅发生反应，所以不能
26、使用含有二氧化硅的坩埚，如石英坩埚、普通玻璃坩埚，应选择铁坩埚，选AB。(3)二氧化硅和碳酸钙高温反应生成硅酸钙和二氧化碳，化学方程式是SiO2CaCO3CaSiO3CO2，生成二氧化碳的物质的量是0.5 mol，所以碳酸钙的质量是0.5 mol100 gmol150 g，所以混合物中碳酸钙的质量分数是100%50%。24.【答案】(1)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(2)S6HNO3(浓)H2SO46NO22H2O(3)浓硝酸的还原产物一般是二氧化氮，非金属被氧化成最高价氧化物或相应最高价含氧酸。【解析】浓硝酸具有强氧化性，能将许多非金属单质氧化成它们的氧化物或相应的高价含氧酸，浓硝酸被还原为二氧化氮。学科网（北京）股份有限公司