2021_2022学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素章末测评含解析人教版必修第二册

化工生产中的重要非金属元素

(建议用时：90分钟)

一、选择题

1．(2021·康定高一检测)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　　)

A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品，其主要成分为Na2SiO3、CaSiO3和SiO2

B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土

C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高

D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐

C　[陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；陶瓷的主要原料是黏土，玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，水泥的主要原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是含水的铝硅酸盐，D项错误。]

[教师用书备选]

中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。

酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正确的是(　　)

A．酸雨主要是由空气中CO2的浓度增大引起的

B．酸雨能直接损伤农作物，破坏森林，加速桥梁的腐蚀

C向煤中加入适量石灰石，在燃烧时SO2最终生成CaSO3，可减少酸雨

D．汽车排气管上装有“催化转化器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2，但不利于酸雨的防治

[答案]　B

2．下列关于物质性质的叙述中正确的是(　　)

A．Cl2能与金属活动性顺序中大多数金属反应

B．N2是大气中的主要成分之一，雷雨时可直接转化为NO2

C．硫是一种黄色的能溶于水的晶体，既有氧化性又有还原性

D．硅是应用广泛的半导体材料，常温下化学性质活泼

A　[Cl2具有强氧化性，能与金属活动性顺序中大多数金属反应，A项正确；雷雨时N2与O2反应可生成NO，而不是NO2，B项错误；硫不溶于水，C项错误；硅在常温下化学性质不活泼，D项错误。]

3．下列说法不正确的是(　　)

A．活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色，但原理不同

B．非金属氧化物不一定是酸性氧化物，金属氧化物多数是碱性氧化物

C．同温同压下，两份相同质量的铁粉，分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应，产生气体的体积相同

D．将CO2气体通入BaCl2溶液中至饱和未见沉淀生成，继续通入NO2则有沉淀生成

D　[选项A，活性炭能使品红溶液褪色是利用了活性炭的吸附性，SO2能使品红溶液褪色是利用了SO2可与品红生成不稳定的无色物质，Na2O2具有强氧化性，使品红溶液褪色，三者使品红溶液褪色的原理不同；选项B，如NO、CO不是酸性氧化物，大多数金属氧化物是碱性氧化物；选项C，根据反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，同温同压下，等物质的量的Fe参与反应时生成的H2、NO的体积相等；选项D，继续通入NO2，NO2与水反应产生HNO3，但没有沉淀生成。]

4．下列说法错误的是(　　)

A．H2O2使氯水浅黄绿色褪去，体现了H2O2的漂白性

B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率

C．向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入过量的CO2，可以得到两种沉淀

D．浓硫酸和蔗糖混合加热，产生的气体通入足量酸性KMnO4溶液中，气体不可能完全被吸收

A　[H2O2使氯水褪色，体现了H2O2的还原性，A项错误；加几滴CuSO4溶液后，Zn与CuSO4反应生成Cu，从而形成无数细小的原电池，加快了生成H2的速率，B项正确；向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入过量的CO2，得到Al(OH)3和H2SiO3两种沉淀，C项正确；浓硫酸与蔗糖混合加热产生二氧化碳和二氧化硫两种气体，二氧化硫能与酸性高锰酸钾溶液反应，二氧化碳不能与之反应，D项正确。]

5．在给定条件下，下列选项物质间不满足每一步转化均能实现的是(　　)

A　[NO与NaOH溶液不反应，A符合题意。]

6．(2021·邯郸高一检测)为了除去CO2气体中的SO2气体，下列仪器和药品组合合理的是(　　)

仪器：①洗气瓶　②干燥管

药品：③固态生石灰　④苏打溶液　⑤小苏打溶液

A．①⑤  B．②⑤  C．①③  D．①④

A　[洗气瓶必须与液态试剂对应，干燥管必须与固态试剂对应。SO2既能与NaHCO3溶液反应，又能与Na2CO3溶液反应；CO2能与Na2CO3溶液反应，不能与NaHCO3溶液反应。]

7．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)

A．标准状况下，1 mol SO3的体积为22.4 L

B．1 mol Cu与足量的S充分反应，转移的电子数为2NA

C．0.2 mol Cu与含0.4 mol的浓硫酸在加热的条件下反应时，生成的SO2在标准状况下的体积为4.48 L

D．0.5 mol Cu与足量浓HNO3反应时，转移的电子数为NA

D　[A选项，SO3在标准状况下为固体；B选项，1 mol Cu与足量的S反应生成Cu2S，转移的电子数为NA；C选项，随着反应的进行，H2SO4溶液浓度逐渐减小，Cu与稀硫酸不反应，因此生成的SO2在标准状况下的体积小于4.48 L；D选项，0.5 mol Cu与足量浓硝酸反应生成Cu(NO3)2，转移的电子数为0.5×2×NA＝NA。]

8．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是(　　)

A．两个实验均表现了NH3易溶于水

B．两个实验均表现了NH3易挥发

C．两个实验均表现了NH3是碱性气体

D．两个实验均表现了NH3是还原性气体

C　[实验一是氨的喷泉实验，证明氨极易溶于水，形成一水合氨弱碱溶液，酚酞溶液变红色，证明氨是碱性气体。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨是碱性气体。]

9．如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是(　　)

A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色

B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛过量澄清石灰水，则C中溶液变浑浊

C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解

D．若A为浓硫酸，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊溶液，则C中溶液先变红后褪色

B　[浓盐酸与MnO2反应需要加热，A项错误；Al(OH)3不与弱碱性的氨水反应，C项错误；SO2具有漂白性，但不能使石蕊溶液褪色，D项错误。]

[教师用书备选]

下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)

C　[稀硝酸与Fe粉反应，首先生成Fe3＋，过量的铁将Fe3＋还原得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，A项错；Al箔能与稀硝酸反应放出NO，B项错；检验溶液中的NH，应加入浓NaOH溶液，且需要加热，故无法确定是否含有NH，D项错。]

10．把铁与铜的混合物放入稀硝酸中，反应后过滤，把滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，则滤液中一定含有的金属盐是(　　)

A．Cu(NO3)2   B．Fe(NO3)3

C．Fe(NO3)2   D．Fe(NO3)2和Cu(NO3)2

C　[Fe、Cu能与稀硝酸反应，反应后有固体剩余，则溶液中有Fe(NO3)2，无Fe(NO3)3，因为Fe3＋能氧化Fe、Cu。由于滤出的固体物质投入盐酸中无气体放出，说明该固体只有Cu没有Fe，所以滤液一定有Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2。]

11．下列离子方程式正确的是(　　)

A．足量SO2通入少量石灰水中：SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O

B．(NH4)2SO4溶液与NaOH溶液共热：NH＋OH－NH3↑＋H2O

C．FeO与稀HNO3反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

D．稀HNO3与过量Fe反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O

B　[A项，过量SO2与Ca(OH)2反应生成Ca(HSO3)2，错误；C项，Fe2＋被HNO3氧化，不能生成Fe2＋，错误；D项，过量Fe反应时生成Fe2＋，错误。]

12．有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验：

则a、b、c、d、e依次可能是(　　)

A．O2、NO、HCl、NH3、CO2

B．O2、NO、NH3、HCl、SO3

C．NO、O2、NH3、HCl、SO2

D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4

C　[由a和b混合，气体变成红棕色，可知两种气体为NO和O2；b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀，b为O2，a为NO；c和d混合产生白烟，c通入少量溴水中可使溴水变成无色透明的液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透明的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，结合选项分析，e可能为SO2，C项符合题意。]

13．将X气体通入BaCl2溶液中，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是(　　)

B　[A选项，SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，不符合题意；B选项，CO2不与BaCl2溶液反应，符合题意；C选项，NH3＋H2ONH3·H2O、2NH3·H2O＋CO2(少量)===(NH4)2CO3＋H2O、(NH4)2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NH4Cl，不符合题意；D选项，SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl、H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl，不符合题意。]

14．下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是(　　)

A．1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热

B．1 mol MnO2与含2 mol H2O2的溶液共热

C．常温下1 mol Al投入足量的浓硫酸中

D．常温下1 mol  Cu投入含4 mol HNO3的浓硝酸中

D　[A中随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，根据Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，Cu不能完全溶解；B中MnO2作催化剂；C中铝会钝化；D中随着反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸，但稀硝酸也与铜反应，依Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑，Cu可以完全溶解。]

15．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，图中哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系(　　)

A．a点  B．b点  C．c点  D．d点

A　[Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为3Cu～2HNO3(还原)，A正确。]

16．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列对该实验描述错误的是 (　　)

A．装置F、I中的试剂依次为水，硫酸亚铁溶液

B．装置J收集的气体中不含NO

C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞

D．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应

B　[装置F、I中的试剂依次为水和硫酸亚铁溶液，F中的水可除去NO气体中混有的硝酸蒸气，硫酸亚铁溶液可检验NO气体，故A正确；在装置I中，发生反应FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4，该反应为可逆反应，NO不能完全吸收，且NO不溶于水，装置J收集的气体中含NO，故B错误；实验结束后，为防止倒吸，应先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，停止通入N2，故C正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO和铜反应生成了氧化铜，故D正确。]

17．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)

A．60 mL  B．45 mL  C．30 mL  D．15 mL

A　[根据题意可知，Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2所失电子的量与1.68 L O2(标准状况)所得电子的量相等，则n(Cu2＋)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol，根据Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓可知，使所得Cu(NO3)2溶液中Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH的物质的量为0.3 mol，需5 mol·L－1 NaOH溶解的体积为＝60 mL。]

二、非选择题

18．中国高铁对实现“一带一路”的倡议有重要的作用。

(1)建设高铁轨道需要大量的水泥，生产水泥的主要原材料是黏土和________；还需要加入适量________调节水泥硬化速率。

(2)高铁上的信息传输系统使用了光导纤维，其主要成分是________；乘务员使用的无线通话机的芯片材料是________。

(3)高铁上安装有许多玻璃，氢氟酸可以处理玻璃表面的微裂纹，氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应的化学方程式为____________________________。

(4)高铁上的卫生间没有任何异味，是由于所使用的马桶、地漏和洗手盆下水口都是纳米硅胶的高科技产品。向硅酸钠溶液中加入稀盐酸可产生硅酸胶体，该反应的离子方程式为___________________________。

[解析]　(1)生产水泥的主要原料是：石灰石和黏土；

(2)光导纤维，其主要成分是SiO2，具有良好的导光性，硅单质是半导体材料，常用于计算机芯片的材料和太阳能电池，乘务员使用的无线通话机的芯片材料是硅；

(3)玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅，反应方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；

(4)向硅酸钠溶液中滴入稀盐酸，反应生成硅酸胶体，离子方程式：SiO＋2H＋===H2SiO3(胶体)。

[答案]　(1)石灰石　石膏

(2)SiO2　Si

(3)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

(4)SiO＋2H＋===H2SiO3(胶体)

19．某同学设计了如图装置用于制取SO2，并验证SO2的部分性质，回答下列问题：

(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为________。

(2)某同学为了检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是关闭弹簧夹a、打开弹簧夹b，用酒精灯在三口烧瓶下微热，观察到B中长导管口有明显气泡现象，他判断气密性良好。你认为是否合理________(填“合理”或“不合理”)。

(3)实验前要在装置中鼓入N2，目的是_______________________。

(4)为了验证SO2是酸性氧化物，B中可选用的试剂是________(填字母)。

A．无色酚酞溶液 B．蓝色石蕊试剂

C．红色品红溶液 D．KI淀粉混合溶液

(5)装置C中可观察到白色沉淀现象，由此可验证SO2具有________性，相关反应的总的离子方程式为__________________________________。

[解析]　(1)根据图示装置可知，盛放浓硫酸的仪器为分液漏斗。(2)检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是关闭弹簧夹a、打开弹簧夹b，用酒精灯在三口烧瓶下微热，观察到B中长导管口有明显气泡现象，冷却后长导管中出现一段水柱，说明该装置气密性良好，否则无法判断该装置的气密性是否良好。(3)氧气、硝酸根离子都能将二氧化硫氧化，所以如果装置中含有氧气会干扰实验，所以通入氮气的目的是排净装置中的空气防止干扰实验。(4)二氧化硫溶液为酸性溶液，不能使无色酚酞溶液变色，无法检验二氧化硫为酸性氧化物，故A错误；二氧化硫溶液显示酸性，能够使蓝色石蕊试剂变红，可以证明二氧化硫为酸性氧化物，故B正确；二氧化硫能够使红色品红溶液褪色，证明了二氧化硫漂白性，无法证明二氧化硫为酸性氧化物，故C错误；KI淀粉混合溶液与二氧化硫不发生反应，无法证明二氧化硫为酸性氧化物，故D错误。(5)氯化铁具有氧化性，能够将二氧化硫氧化为硫酸，同时证明二氧化硫具有还原性，反应的离子方程式为Ba2＋＋2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋BaSO4↓＋4H＋。

[答案]　(1)分液漏斗　(2)不合理　(3)排净装置中的空气，防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰实验　(4)B　(5)还原　Ba2＋＋2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋BaSO4↓＋4H＋

20．在如图所示的转化关系中，A、B、C、D、E、F、G、H、I均为常见物质。

已知B、D都是淡黄色固体，且A与D可反应生成离子化合物I，B与I的相对分子质量相同。请回答下列问题：

(1)写出下列物质的化学式：A________，F________，H________。

(2)写出C的电子式：________。写出H2O2的电子式：________。

(3)用电子式表示I的形成过程：____________________________。

(4)写出B→C、E→F的化学方程式：

B→C_______________________________________________；

E→F________________________________________________。

[解析]　根据B是淡黄色固体，且可以与水反应生成氧气，则B为过氧化钠，A为金属钠，C为氢氧化钠；D是淡黄色固体，且可与氧气发生连续的氧化反应，则D为硫单质，E、F、G、H分别为二氧化硫、三氧化硫、硫酸和硫酸钠(或硫酸氢钠)；B与I的相对分子质量相同，则I为Na2S。

[答案]　(1)Na　SO3　Na2SO4(或NaHSO4)

(2)

(3)

(4)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　2SO2＋O22SO3

21．氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用图1装置探究氨气的有关性质。

图1

图2

(1)装置A中烧瓶内试剂可选用________(填序号)，B的作用是________________。

a．碱石灰　b．生石灰　c．浓硫酸　d．烧碱溶液

(2)连接好装置并检验装置的气密性后，装入试剂，然后应先________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

Ⅰ．打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水

Ⅱ．加热装置C

(3)实验中观察到C中CuO粉末变红，D中无水硫酸铜变蓝，并收集到一种单质气体，则该反应相关化学方程式为___________________________。

该反应证明氨气具有________性。

(4)该实验缺少尾气吸收装置，图2中能用来吸收尾气的装置是________(填装置序号)。

(5)氨气极易溶于水，若标准状况下，将2.24L的氨气溶于水配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为______ mol·L－1。

[解析]　(1)装置A是制备氨气的发生装置，浓氨水滴入固体碱石灰或氧化钙或固体氢氧化钠都可以生成氨气，浓硫酸和氨气发生反应，氨气易溶于烧碱溶液，不能选择浓硫酸、氢氧化钠溶液制备氨气，所以A装置中试剂可以为：a．碱石灰，b．生石灰；B装置中的碱石灰是吸收水蒸气，干燥氨气。

(2)连接好装置并检验装置的气密性后，装入试剂，打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水发生反应生成氨气。

(3)实验中观察到C中CuO粉末变红证明生成铜，D中无水硫酸铜变蓝说明生成水，并收集到一种单质气体，依据氧化还原反应分析，氧化铜氧化氨气为氮气，氧化铜被还原为铜，反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；氮元素化合价升高为0价，NH3作还原剂具有还原性。

(4)氨气极易溶于水吸收尾气需要防止倒吸，图2中能用来吸收尾气的装置是Ⅱ、Ⅲ，装置Ⅰ易发生倒吸。

(5)氨气极易溶于水，若标准状况下，将2.24 L的氨气溶于水配成1 L溶液，溶质氨气物质的量为0.1 mol，所得溶液的物质的量浓度＝＝0.1 mol·L－1。

[答案]　(1)ab　吸收水蒸气干燥氨气　(2)Ⅰ　(3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　还原　(4)Ⅱ、Ⅲ　(5)0.1