高中化学必修2 20192020学年新教材 第五章 化工生产中的重要非金属元素 本章测试

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第五章 化工生产中的重要非金属元素
(时间:90分钟　分值:100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.(2019全国Ⅲ)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是(　　)
A.高纯硅可用于制作光感电池
B.铝合金大量用于高铁建设
C.活性炭具有除异味和杀菌作用
D.碘酒可用于皮肤外用消毒
答案C
解析本题考查了化学与STSE的关系,特别注重了化学物质在生产、生活中的应用。晶体硅中的电子吸收光能,电子发生跃迁,可将光能转换为电能,A项正确;铝合金具有密度小、硬度大等优点,可大量用于高铁的建设,B项正确;活性炭具有疏松多孔结构,有较强的吸附性,可用于除异味,但不具有杀菌作用,C项错误;碘酒中的碘单质具有强氧化性,可杀菌消毒,故可用于皮肤外用消毒,D项正确。
2.下列关于硫酸和硝酸的说法中,不正确的是(　　)
A.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
B.浓硝酸在光照条件下变黄,说明浓硝酸不稳定,分解生成的有色产物溶于浓硝酸
C.在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中,两种酸都表现了强氧化性和酸性
D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
答案D
解析浓硝酸显黄色是因为HNO3分解产生的NO2溶解在其中,B正确;浓硝酸不具有脱水性,D错误。
3.下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
答案C
解析常温下,Fe在稀硝酸中剧烈反应,不会发生钝化,A项错误;MnO2和稀盐酸不反应,制取氯气应用浓盐酸,B项错误;室温下,钠与氧气反应生成氧化钠,在加热条件下才生成过氧化钠,D项错误。
4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂
B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维
D.NH3易溶于水,可用作制冷剂
答案A
解析A项,人呼出气体中含有的CO2可与Na2O2反应生成O2,故Na2O2可用作呼吸面具的供氧剂,正确;B项,ClO2具有强氧化性,可以用于自来水的杀菌消毒,错误;C项,SiO2可用于制造光导纤维不是因为其硬度大,两者无对应关系,错误;D项,NH3易液化,是其可用作制冷剂的原因,错误。
5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A.FeFeCl2Fe(OH)2
B.SSO3H2SO4
C.CaCO3CaOCaSiO3
D.NH3NOHNO3
答案C
解析A项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,错误;B项,S与O2反应生成SO2,错误;C项,CaCO3高温分解生成CaO和CO2,碱性氧化物CaO与酸性氧化物SiO2在高温条件下反应生成CaSiO3,正确;D项,NO与H2O不反应,错误。
6.下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是(　　)
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无色溶液白色沉淀
答案C
解析A项中N、H+能将SO2氧化成S,故能产生BaSO4白色沉淀。B项中H+、N能将S氧化成S,能产生BaSO4沉淀。D项中加盐酸无现象,可排除Ag+的存在,再加入BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀,故D项中产生的是BaSO4沉淀。C项中不能排除AgCl沉淀的可能。
7.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是(　　)

物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀盐酸
C
Cl2(HCl)
H2O、浓硫酸
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2

答案B
解析A项,主反应Fe+2FeCl33FeCl2属于氧化还原反应,A不选;B项,加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液,B正确;C项,除去Cl2中的HCl,可将混合气体通过饱和食盐水,然后再用浓硫酸干燥,C不选;D项,主反应3NO2+H2O2HNO3+NO属于氧化还原反应,D不选。
8.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
答案A
解析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。
9.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
答案D
解析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。
10.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
选项
操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液
呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
Al箔插入稀硝酸中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
C
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上
试纸
变蓝色
浓氨水呈碱性
D
向盛有某溶液的试管中滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸
不变蓝
原溶液中无N

答案C
解析稀硝酸与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N,应加入浓NaOH溶液,且需要加热,故无法确定是否含有N,D项错。
11.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是(　　)
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.盐酸与镁反应生成氢气,故硝酸与镁反应也生成氢气
C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色
D.常温下浓硫酸能使铁和铝钝化,故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化
答案D
解析A项中CO2无还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色;B项中金属与HNO3反应不产生H2;C项中CO2无漂白性,不能使品红溶液褪色。
12.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
答案B
解析浓盐酸与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。
13.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
答案C
解析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。
14.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是(　　)



①
②
③

A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
答案D
解析图①中产生的红棕色气体应为NO2和O2的混合气体,原因是灼热的碎玻璃促进了硝酸的分解,A项正确;图②中的气体可能是红热的木炭促进了硝酸分解生成的,也可能是木炭与浓硝酸反应生成的,B项正确;图③中,由于红热的木炭没有插入浓硝酸中,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体NO2为还原产物,C项正确;图③中气体产物中的二氧化碳也可能是硝酸分解产生的O2与红热的木炭反应生成的,D项错误。
15.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
答案D
解析选项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+H2SO4FeSO4+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。
16.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
答案A
解析根据题意可知,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溶液的体积为=60 mL。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(12分)A、B、C、D是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(反应条件及部分产物已略去):

(1)若A是一种黄色固体单质,则反应②③的化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)若A是一种金属单质,C是淡黄色固体,则反应③的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)①②③三步反应中,一定属于氧化还原反应的是　　　　(填序号)。 
答案(1)2SO2+O22SO3　SO3+H2OH2SO4
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)①②
解析图示中的上述反应就是常见的“连续氧化”。在中学教材中,这样的“连续氧化”有:C(或CH4等)→CO→CO2;Na→Na2O→Na2O2;S(或H2S)→SO2→SO3;N2(或NH3)→NO→NO2等。据此可知:
(1)的路线为:S→SO2→SO3→H2SO4;
(2)的路线为:Na→Na2O→Na2O2→NaOH;
根据上述分析可知,反应①②是单质或化合物被氧气氧化的反应,一定属于氧化还原反应,而③则不一定。
18.(18分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能随即发生剧烈反应的是(填序号,下同)　　　　,常温下缓慢反应(或微热后能发生剧烈反应)的是　　　,常温下不反应,但加热后发生剧烈反应的是　　　,加热也不发生反应的是　　　。由此可以得到上述四种酸氧化性由强到弱的顺序是　　　　　　　　。 

(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括　　　。 
A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液中无明显现象
C.通入Y气体后开始沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是　　　　　　。 
A.HNO3的酸性比H2SO4的强
B.盐酸的酸性比H2SO3的强
C.BaSO3能溶于盐酸
D.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)
E.BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液
答案(1)③　④　①　②　③>④>①>②
(2)BC　BCDE
解析(2)因为盐酸的酸性比H2SO3的强,所以SO2不与BaCl2反应,即持续通入X气体(SO2)后溶液中无明显现象。NO2与水反应生成HNO3,HNO3氧化H2SO3(或SO2)生成S,所以通入Y气体(NO2)后开始生成沉淀BaSO4。
19.(12分)有硫酸与硝酸的混合液,取出其中10 mL,加入足量的BaCl2溶液,将生成的沉淀过滤洗涤,干燥称得质量为9.32 g。另取这种溶液10 mL与4 mol·L-1的NaOH溶液25 mL恰好中和。则:
(1)混合液中c(H2SO4)=　　　　 mol·L-1,c(HNO3)=　　　　 mol·L-1; 
(2)另取10 mL的混合液与0.96 g铜粉共热时,产生气体的体积为　　　　 L(标准状况)。 
答案(1)4　2　(2)0.224
解析(1)由题意知:
n(H2SO4)=n(BaSO4)==0.04 mol
c(H2SO4)==4 mol·L-1
H+与OH-发生中和反应时,n(H+)=n(NaOH)=0.025 L×4 mol·L-1=0.1 mol,n(HNO3)=n(H+)-2n(H2SO4)=0.1 mol-0.04 mol×2=0.02 mol,c(HNO3)==2 mol·L-1。
(2)n(Cu)=0.015 mol,10 mL溶液中n(H+)=0.1 mol,n(N)=0.02 mol。
3Cu　+　　8H+　+2N3Cu2++2NO↑+4H2O
3 mol　　　8 mol 　2 mol　　　 　　44.8 L
0.015 mol　0.1 mol 0.02 mol　　 　　V(NO)
因0.1×3>0.015×8,故Cu与H+二者之中H+过量;又因0.02×3>0.015×2,故Cu 与N二者之中N过量。则Cu、H+、N三者之中H+与N均过量,Cu全部溶解,生成NO的体积应据Cu的物质的量来计算,V(NO)=0.015 mol×=0.224 L。
20.(10分)长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数,设计了如图所示实验装置:

请回答下面的问题:
(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)D装置中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。B装置中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
(3)称量a g Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀b g,原样品中Na2SO3的质量分数为　　　　　　　　。 
(4)C装置中反应的离子方程式为　。 
(5)现有以下试剂:蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,请从中选择合适试剂,设计一种不同的实验方法测定试样中亚硫酸钠的质量分数:　。 
答案(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a,由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面,过一段时间观察液面是否变化,若不变,说明气密性良好,否则,说明装置漏气
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
(3)×100%
(4)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(5)称取一定质量的样品置于烧杯中,加水溶解,依次加入足量盐酸和BaCl2溶液,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀物的质量,计算即可(其他合理答案也得分)
解析(3)b g白色沉淀为BaSO4,其物质的量为 mol,则原a g样品中含Na2SO3的物质的量也为 mol,样品中Na2SO3的质量分数为×100%。