人教版 (2019)化学必修第二册 周测小卷 第04周 单元达标测一

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第04周 单元达标测一
第五章　化工生产中的重要非金属元素
（限时：70分钟 满分100分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防止扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
【答案】D
【详解】
A．煤中含有硫元素燃烧后产生二氧化硫污染空气，推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染，有利于“蓝天工程”的建设；故A正确；
B．实施绿化工程，大量植树造林，能够起到净化空气的作用，也防治了扬尘的污染，故B正确；
C．机动车尾气中含有一氧化碳、一氧化氮等污染物，研制开发燃料电池汽车，消除了机动车尾气污染，有利于“蓝天工程”的建设，故C正确；
D．化石燃料的燃烧能产生大量的空气污染物，加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量，不利于“蓝天工程”建设，故D错误。
故选：D。
2．下列氮肥中，不含铵根离子的是
A．碳铵 B．硫铵 C．硝酸钾 D．氨水
【答案】C
【详解】
碳铵为NH4HCO3，硫铵为硫酸铵又称为“肥田粉”，它们都属于铵盐，含铵根离子；氨水中一水合氨可以电离产生铵根离子，硝酸钾中不含铵根离子；
故答案为C。
3．下列说法错误的是
A．“爆竹声中一岁除”，爆竹中的火药含有硫黄
B．液氨可用作制冷剂
C．浓硫酸可用铁制容器装运
D．“雷雨发庄稼”，该过程涉及硫酸生成
【答案】D
【详解】
A．火药的主要成分硫和碳和硝酸钾，A正确；
B．氨的沸点第，液氨气化需要吸收大量的热，能使周围温度降低，做制冷剂，B正确；
C．常温下铁在浓硫酸中钝化，故浓硫酸能用铁制容器装运，C正确；
D．雷雨发庄稼，是指氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，不涉及硫酸的生成，D错误；
故选D。
4．下列关于Si、Cl、S等非金属元素单质及其化合物的说法正确的是
A．实验室可用浓硫酸干燥硫化氢气体
B．陶瓷、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品
C．二氧化硅主要用于制造计算机的芯片
D．单质氯气及单质硫与铁反应生成的产物中，铁的化合价相同
【答案】B
【详解】
A．浓硫酸具有氧化性，H2S具有还原性，二者会发生氧化还原反应，因此在实验室中不可用浓硫酸干燥H2S气体，A错误；
B．陶瓷、水泥、玻璃主要成分均为硅酸盐，属于硅酸盐产品，B正确；
C．SiO2可用于生成光导纤维，Si可用于制造计算机芯片，C错误；
D．Fe与Cl2反应产生FeCl3，Fe元素化合价为+3价，与S反应产生FeS，Fe元素化合价为+2价，D错误；
故答案选B。
5．下列叙述不正确的是
A．向浓硝酸中通入空气或氧气可除去其中的NO2
B．浓硫酸与碳单质反应，体现了浓硫酸的强氧化性
C．浓硫酸具有强氧化性，不能干燥有较强还原性的SO2气体
D．氨气的催化氧化是工业上制硝酸的重要步骤之一
【答案】C
【详解】
A．浓HNO3在光照下很容易分解产生NO2，使浓硝酸呈黄色，二氧化氮能与氧气和水反应生成硝酸，因此向浓硝酸中通入空气或氧气可除去其中的NO2，故A正确；
B．碳和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫，体现了浓硫酸的强氧化性，故B正确；
C．SO2气体虽然有较强还原性，但浓硫酸与SO2不反应，能够干燥SO2气体，故C错误；D．氨的催化氧化可以获得一氧化氮，一氧化氮是生产硝酸的必要物质，该反应是工业上制硝酸的重要反应，故D正确；
故选C。
6．碳、硅及其化合物常用做性能优异的无机非金属材料。比如氮化硅，其熔点高、硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定。有关碳、硅及其化合物的说法正确的是
①硅在自然界中主要以单质形式存在，硅是应用最广泛的半导体材料
②硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
③石墨烯是一种新型的纳米化合物
④氮化硅的化学式为Si3N4，其可制作坩埚，制作切削刀具
⑤光导纤维的通信容量大，导电性强
⑥水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
A．①③⑤ B．①③⑥ C．②④⑤ D．②④⑥
【答案】D
【详解】
①硅是亲氧元素，在自然界中以化合态的形式存在，不能以单质形式存在，①错误；
②硅元素是地壳中大量存在的元素，是许多种岩石和矿物的基本构成元素之一，②正确；
③石墨烯是碳单质，不属于化合物，③错误；
④氮化硅的化学式为Si3N4，氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；熔点高、化学性质稳定可制作耐高温轴承，切削刀具等，④正确；
⑤二氧化硅晶体对光具有全反射作用，能传递光信号，可以用二氧化硅晶体制备光导纤维，无导电性，⑤错误；
⑥水玻璃具有黏性，不易燃烧，可用于生产黏合剂和防火剂，⑥正确；
综上所述，正确的是②④⑥，故选D。
7．（2022·北京海淀·高一期末）自然界的氮循环包括以下过程。下列说法中，不正确的是

A．硝化过程中，含氮物质被氧化
B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3：4
C．N2→属于氮的固定，N2发生还原反应
D．土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素
【答案】B
【详解】
A．由图示可知，硝化过程为：转化为，在进一步转化为，该过程中N的化合价都在升高，故含氮物质被氧化，A正确；
B．由图示可知，氨氧化过程中的反应为：+=N2+2H2O，故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1：1，B错误；
C．氮的固定是指由游离态的氮即N2转化为化合态的氮即含氮化合物的过程，故N2→属于氮的固定，过程中N2的化合价由0价降低到-3价，N2发生还原反应，C正确；
D．由图示可知，Fe2+能与反应转化为N2，Fe3+能与反应转化为N2，故土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，D正确；
故答案为：B。
8．以下涉及的生产方法和物质转化(“→”表示一步转化关系)正确的是
A．工业制烧碱：
B．工业制硫酸：
C．工业制漂白粉：浓盐酸
D．侯氏制碱法：饱和食盐水
【答案】B
【详解】
A．工业上用电解饱和食盐水的方法制烧碱，生产方法不正确，故A错误；
B．S和氧气燃烧生成二氧化硫，再将二氧化硫转化为三氧化硫，然后与水反应生成硫酸，通过该生产流程可制备硫酸，故B正确；
C．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，由Cl2和Ca(OH)2反应制取，故C错误；
D．侯德榜制碱法中，先向饱和NaCl溶液通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生溶解度较小的NaHCO3晶体，再加热分解NaHCO3得到Na2CO3，故D错误；
故选：B。
9．实验室设计下列装置，能达到目的的是




A．制取NH3
B．干燥NH3
C．Cl2“喷泉”实验
D．收集NO2
【答案】C
【详解】
A．实验室用氯化铵固体与消石灰共热反应制备氨气，用氯化铵共热不能制备氨气，故A错误；
B．浓硫酸能与氨气反应生成硫酸铵，则浓硫酸不可用于干燥氨气，故B错误；
C．氯气与挤入氢氧化钠溶液反应使圆底烧瓶中的气体物质的量减小，气体压强减小，当打开止水夹后，氢氧化钠溶液在大气压的作用下会进入圆底烧瓶中形成喷泉，故C正确；
D．从短管通入的二氧化氮气体会与水反应生成硝酸和一氧化氮，无法收集二氧化氮气体，故D错误；
故选C。
10．下列离子方程式中，正确的是
A．通入水中制硝酸：
B．向NaClO溶液中通入少量：
C．稀硫酸酸化的淀粉KI溶液与5%双氧水：
D．向硫酸铁酸性溶液中通入足量硫化氢：
【答案】C
【详解】
A．通入水中制硝酸，同时生成NO：，A错误；
B．向NaClO溶液中通入少量发生氧化还原反应：，B错误；
C．稀硫酸酸化的淀粉KI溶液与5%双氧水发生氧化还原反应生成单质碘：，C正确；
D．硫化氢难电离，向硫酸铁酸性溶液中通入足量硫化氢：，D错误；
答案选C。
11．用化学沉淀法去除粗盐中的、、制得精盐。实验室用下述方案模拟粗盐的精制：
粗盐滤液精盐
下列说法不正确的是
A．溶解操作中需用玻璃棒搅拌，其目的是加速粗盐溶解
B．试剂1、试剂2分别可选用溶液、溶液
C．方案中滴加盐酸使滤液呈中性，可用硫酸代替盐酸
D．蒸发结晶时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，用余热使滤液蒸干
【答案】C
【分析】
利用含Ca2+、的粗盐制精盐时先将固体溶解，再依次滴加过量BaCl2溶液、Na2CO3溶液，过滤除去BaSO4、CaCO3和BaCO3沉淀，再滴加稀盐酸酸化，除去过量的CO，再将溶液蒸发结晶获得精盐。
【详解】
A．溶解过程需用玻璃棒搅拌，使水和粗盐充分接触，加速溶解，A正确；
B．先加入过量BaCl2溶液除去溶液中的，再滴加过量Na2CO3溶液，除去Ca2+和过量的Ba2+，故B正确；
C．过滤除去沉淀后，加入盐酸稀盐酸酸化，除去过量的CO，若改用稀硫酸酸化，最终NaCl中仍混有Na2SO4，故C错误；
D．蒸发结晶时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，用余热使滤液蒸干，以防止固体飞溅发生危险，D正确；综上所述答案为C。
12．下列实验及现象能推出相应结论的是：
选项
实验
现象
结论
A
向盛有浓氨水的锥形瓶中通入氧气，并将灼热的铂丝置于液面上方
铂丝保持红热，且瓶内有白烟产生
氨的催化氧化反应为放热反应
B
向有少量铜粉的Cu（NO3）2溶液中滴入稀硫酸
铜粉逐渐溶解
稀硫酸能与铜单质反应
C
向H2O2溶液中滴入少量酸性高锰酸钾溶液
立刻生产大量气体
KMnO4是H2O2分解的催化剂
D
将金属钠放入燃烧烧匙中，点燃，迅速伸入集满SO2的集气瓶
产生大量黄色的烟，且瓶内有白色颗粒生成
SO2具有还原性
【答案】A
【详解】
A．向盛有浓氨水的锥形瓶中通入氧气，并将灼热的铂丝置于液面上方，铂丝保持红热，说明反应放热，生成NO然后进一步转化为硝酸，与氨气结合产生硝酸铵，故瓶内有白烟产生，因此可以证明氨的催化氧化反应为放热反应，A正确；
B．稀硫酸和铜不反应，在酸性条件下硝酸根将铜氧化为铜离子，B错误；
C．生成的气体是氧气，反应中双氧水被高锰酸钾氧化，C错误；
D．产生大量黄色的烟，且瓶内有白色颗粒生成，说明有钠的氧化物和单质硫生成，反应中体现二氧化硫的氧化性，D错误；
答案选A。
13．（2021·安徽·合肥艺术中学 高一阶段练习）某化肥厂用H2O、CO2、NH3、CaSO4制备(NH4)2SO4，工艺流程如下：

下列推断中正确的是
A．步骤①和步骤②中的气体都属于可循环利用的气体
B．整个流程的化学反应原理可用离子方程式表示为：
C．往甲中通入CO2气体有利于(NH4)2SO4的生成
D．流程涉及到的化学反应中有氧化还原反应
【答案】C
【分析】
某化肥厂用H2O、CO2、 NH3、CaSO4制备(NH4)2SO4，由于氨气的溶解度远远大于二氧化碳，所以根据题中工艺流程可知：CaSO4悬浊液中先通入NH3得甲混合液，再通入CO2得(NH4)2SO4和CaCO3的混合物质C，过滤得(NH4)2SO4溶液和CaCO3固体，CaCO3在高温下分解生成CO2和CaO，CO2可以循环利用，(NH4)2SO4溶液经过提纯可得(NH4)2SO4固体，据此答题。
【详解】
A．根据上面的分析可知，氨气不可以循环使用，二氧化碳可以循环使用，A错误；
B．实验中用的是CaCO3悬浊液，在离子方程式中应用化学式表示，所以步骤②中发生的反应为：CaSO4+CO2+2NH3·H2O=CaCO3↓+2+H2O+，B错误；
C．往甲中通CO2会生成碳酸钙沉淀，所以利于(NH4)2SO4生成，C正确；
D．根据上面的分析可知：整个流程中不涉及氧化还原反应，D错误；
故合理选项是C。
14．某无色透明溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、、、、I-和Cl-，取该溶液进行如下实验：
①将溶液滴在pH试纸上，呈红色。
②将少许溶液浓缩后加入铜片和硫酸，有无色气体放出，通入空气则立即变成红棕色。
③取少许溶液滴入BaCl2试液，则产生白色沉淀。
④取实验③中的澄清溶液，滴入AgNO3试液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀。
⑤另取少许溶液，滴入NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时，又有部分白色沉淀溶解。
根据以上现象判断原溶液中
A．肯定不存在的离子是Fe2＋、、I-
B．肯定存在的离子是Al3＋、、Cl-、、Mg2＋
C．不能作出判断的离子只有K＋、Cl-
D．以上判断都不正确
【答案】C
【分析】
溶液呈无色，则一定无Fe2＋；
①将溶液滴在pH试纸上，呈红色，说明溶液呈酸性，可判断溶液无；
②将少许溶液浓缩后加入铜片和硫酸，有无色气体放出，通入空气则立即变成红棕色，可以判断溶液有；
结合①②，酸性溶液中有强氧化性，可判断无还原性较强的I-；
③中产生白色沉淀，溶液中有，进而推断溶液中无Ba2＋；
③中滴入BaCl2试液，引入了Cl-，则④中检验出的Cl-不一定是原溶液中的；
⑤沉淀部分溶解，可确定有Al3＋、Mg2＋；
综上所述，溶液中一定有Mg2＋、Al3＋、、，可能有K＋、Cl-，一定无Fe2＋、Ba2＋、、I-。
【详解】
A．由分析可知，溶液中一定无Fe2＋、Ba2＋、、I-，A错误；
B．由分析可知，溶液中一定存在的是Mg2＋、Al3＋、、，可能有Cl-，B错误；
C．由分析可知，溶液中一定有Mg2＋、Al3＋、、，可能有K＋、Cl-，一定无Fe2＋、Ba2＋、、I-，C正确；
D．由分析可知，C正确，D错误；
选C。
15．硝酸工业尾气中的NO、NO2可用火碱溶液吸收，有关化学反应为：
①；
②。
下列说法错误的是
A．反应①、②均为氧化还原反应
B．反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1
C．若尾气可以被完全吸收，则尾气中与NO的体积之比可能大于1：1
D．反应②中，生成2 mol 共转移电子的物质的量为2 mol
【答案】D
【详解】
A． 反应①、②中均有元素化合价变化，均为氧化还原反应，故A正确；
B． 反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1，故B正确；
C． 若尾气可以被完全吸收，则尾气中与NO的体积之比可能大于1：1或等于1：1，故C正确；
D． 反应②中，生成2 mol 共转移电子的物质的量为1 mol，故D错误；
故选D。
二、非选择题（55分）
16．（12分）氮化硅高温陶瓷材料是现代重要的结构陶瓷，因其具有硬度大、熔点高、化学性质稳定等特点而受到广泛关注。工业上普遍用图所示流程进行生产：

（1）SiO2和C反应除了得到粗硅外，还有可能得到一种硬度也很大的物质，是生成粗硅还是生成该物质主要是由_______决定的。
（2）反应①的条件是_______。
（3）写出反应②的化学方程式：_______。
（4）A中可能的杂质有_______。
（5）现在用四氯化硅、氮气、氢气在稀有气体保护下加强热，得到纯度较高的氮化硅，其反应的化学方程为_______。
【答案】
（1）C的用量
（2）高温、隔绝空气
（3）3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
（4）NH3及水蒸气
（5）3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl
【分析】
（1）在高温下SiO2与C混合，发生反应产生Si、CO。如果碳足量，生成的Si与C继续反应生成硬度也很大的物质SiC，所以C的用量决定生成物是Si单质还是SiC。
（2）H2还原SiCl4需在高温条件下进行，由于H2是可燃性气体，与空气混合加热会发生爆炸，所以发生反应条件是高温条件下、隔绝空气。
（3）氨气还原氧化铜生成单质铜、氮气和水，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得该反应的化学方程式为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。
（4）在加热条件下，NH3还原CuO制取N2时可能不能完全发生反应，因此制取得到的N2中往往含有过量的NH3及水蒸气。
（5）SiCl4与N2、H2在稀有气体保护下加强热，得到纯度较高的氮化硅，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应的化学方程为：3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。
17．（14分）煤是我国重要的化石燃料。
（1）煤液化过程中产生的可生产硫酸，部分过程如图所示：

反应器中的化学方程式是_______。
（2）还可用于回收单质硫，转化如图所示。其中化合价保持不变的元素有_______，该图示总反应的化学方程式为_______。

（3）煤燃烧产生的废气中含有，可以用工业废碱渣(主要成分为)来吸收，还可以得到亚硫酸钠()粗品。其流程如图：

①上述流程中，加入NaOH后，发生反应的化学方程式为_______。
②亚硫酸钠粗品中含有少量，设计实验证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是：在一支试管中，加入少量亚硫酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，_______，出现白色沉淀，则证明含有。
（4）已知有VL(已换算成标准状况)尾气，通入足量吸收再加足量溶液充分反应后(不考虑尾气中其他成分的反应)，过滤、洗涤、干燥、称量得到bg沉淀。吸收的化学方程式是_______；尾气中的含量(体积分数)的计算式是_______。
【答案】
（1）
（2）Cu、H、Cl
（3） 加入过量盐酸，再加入溶液
（4）
【解析】
（1）反应器中二氧化硫被氧化为三氧化硫，反应的化学方程式是。
（2）和铜离子反应生成硫化铜和氢离子，不是氧化还原反应，铁离子氧化硫化铜生成单质硫、铜离子和亚铁离子，然后通入氧气把亚铁离子转化为铁离子，则其中化合价保持不变的元素有Cu、H、Cl，该图示总反应的化学方程式为。
（3）①上述流程中，加入NaOH后亚硫酸氢钠和氢氧化钠反应后生成亚硫酸钠和水，发生反应的化学方程式为。
②亚硫酸钠会干扰的检验，需要先用盐酸除去亚硫酸钠，则证明亚硫酸钠粗品含有少量的方案是：在一支试管中，加入少量亚碗酸钠粗品，用适量蒸馏水溶解，加入过量盐酸，再加入溶液，出现白色沉淀，则证明含有。
（4）吸收发生氧化还原反应生成硫酸，反应的化学方程式是；bg沉淀是硫酸钡，物质的量是，根据硫原子守恒可知尾气中的含量(体积分数)的计算式是。
18．（14分）（2021·吉林·敦化市实验中学校高一期末）利用元素的化合价与物质类别关系研究物质性质是学习元素化合物知识的重要方法。如图是氮元素的常见化合价与常见物质类别的二维关系图。

（1）实验室常用熟石灰与I共热来制取A，请写出反应方程式_______。
（2）图中氮的氧化物中，属于酸性氧化物的有_______。(用物质化学式作答)
（3）J主要用于染料、医药、印染、漂白等方面，J的焰色反应呈黄色。J能使酸性溶液褪色(生成了)，该反应的离子方程式为_______。
（4）治理汽车尾气中氮的氧化物的污染的一种方法是在汽车排气管中装一个含有A的催化转化装置，尾气中的C与A在催化剂作用下转化为无毒无污染的排放物。该反应的化学方程式为_______。
（5）工业上以A为原料生产H，反应路线为，假设整个过程中氮的转化率达，则每天生产质量分数为的浓硝酸25千克，共消耗标准状况下的体积为_______。
【答案】
（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
（2）N2O3、N2O5
（3）5NO+2MnO+6H+=5NO+2Mn2++3H2O
（4）4NH3+6NO5N2+6H2O
（5）11.2
【分析】
根据图中N元素的化合价及物质类别可知，A、B、C、D、E、F、G、H分别为NH3、N2、NO、N2O3、NO2或N2O4、N2O5、HNO2、HNO3，I、J、K分别为铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐。
（1）熟石灰是氢氧化钙的俗名，氢氧化钙与氯化铵共热生成氯化钙、氨气和水，方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（2）图中N的氧化物：NO、N2O3、NO2或N2O4、N2O5中，NO是不成盐氧化物，NO2或N2O4与碱会发生氧化还原反应生成硝酸盐、水和NO，不属于酸性氧化物，只有N2O3、N2O5属于酸性氧化物，与NaOH反应分别生成NaNO2和水、NaNO3和水，
故答案为：N2O3、N2O5；
（3）J为NaNO2，NaNO2被酸性KMnO4氧化生成生成硝酸钠、KMnO4被还原生成了Mn2+，离子方程式为5NO+2MnO+6H+=5NO+2Mn2++3H2O；
（4）催化作用下，氨气与一氧化氮反应生成氮气和水，化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O；
（5）NH3→NO→NO2→HNO3，整个过程中氮的转化率达100%，则由N原子守恒NH3→HNO3～8e-，1molO2发生还原反应转移4mol电子，则关系式为HNO3～8e-～2O2，n(HNO3)=，即n(O2)=2n(HNO3)=2×250mol=500mol，标准状况下V(O2)=nVm=22.4L/mol×500mol=11200L=11.2m3。
19．（15分）某小组同学在实验室设计实验验证物质的性质及其相互转化。
I．设计了下图所示的实验装置(图中固定装置已略去)，进行SO2性质的研究。

（1）从物质分类的角度，SO2属于___________(填“酸性”或“碱性”)氧化物。
①当通入SO2时，A中紫色石蕊溶液变红，用化学用语解释其原因___________。
②图中C装置也可用来验证SO2具有该性质，如果可以看到明显的现象，其中所加入的试剂是___________。
（2）从元素化合价的角度分析，SO2具有___________性。
①当通入SO2一段时间后，可观察B中溶液褪色，说明SO2具有___________性，补充完整反应的离子方程式：_________SO2+_________MnO+_________=_________SO+_________Mn2++_________，_________。
②如验证SO2还具有另一方面的性质，可选择的药品是___________(填字母)。
A．氯化铁溶液 B．浓硫酸 C．氯水 D．硫化钠溶液
II．设计了下图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。

（3）实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)，反应的化学方程式是___________。
（4）B中试剂为___________，NaOH溶液的作用是___________。
（5）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。红棕色气体的化学式是___________，白烟的化学式是___________。
②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为___________。
【答案】
（1）酸性 SO2和水反应生成H2SO3，H2SO3能电离出H+：H2SO3H++ ，溶液显酸性，能使紫色石蕊试液变红 滴有酚酞的NaOH溶液
（2）还原性 氧化和还原 5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4 H+ D
（3）放热 4NH3+5O24NO+6H2O
（4）水 吸收尾气
（5）NO2 NH4NO3 1:2
【分析】
I．SO2是酸性氧化物，能使紫色石蕊试液变红；SO2有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色；SO2有弱氧化性，能和Na2S溶液或氢硫酸反应生成硫沉淀。
II．氨发生催化氧化反应生成NO，NO继续被氧气氧化为NO2，NO2和水反应生成硝酸和NO。
（1）①SO2能和碱反应生成盐和水，从物质分类的角度，SO2属于酸性氧化物；②SO2和水反应生成H2SO3，H2SO3能电离出H+：H2SO3H++ ，溶液显酸性，能使紫色石蕊试液变红；
③若用C装置验证SO2的该性质，可以加入滴有酚酞的NaOH溶液，若溶液的红色褪去，则可证明SO2具有酸性氧化物的通性。
（2）SO2中硫元素的化合价是+4价，硫的化合价还有0价、-2价和+6价，所以SO2中硫元素的化合价既可以升高，也可以降低，所以从元素化合价的角度分析，SO2既有氧化性，也具有还原性。
①SO2有还原性，KMnO4具有氧化性，两者发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，所以可观察B中溶液褪色，说明SO2具有还原性。在该反应中，S的化合价从+4价升高到+6价，升高2价，Mn的化合价从+7价降低到+2价，降低5价，使化合价升降总数相等，找到2和5的最小公倍数10，使化合价升降总数为10，所以SO2和前面的系数为5，和Mn2+前面的系数为2，在根据电荷守恒，需要在生成物中添加4个H+，根据质量守恒，需要在反应物中添加2个H2O，完整的离子方程式为：5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4 H+。②SO2还具有氧化性，若要验证SO2的氧化性，需要用一种还原剂和SO2反应，所以可以选择Na2S溶液，其他三种都是氧化剂，故选D。
（3）反应过程中催化剂终保持红热，且温度可达到700℃以上，说明该反应是放热反应。该反应是氨的催化氧化反应，生成物是NO和水，反应的化学方程式是：4NH3+5O24NO+6H2O。
（4）氨的催化氧化反应生成的NO继续被氧化为NO2，NO2被水吸收生成硝酸，所以B装置中的试剂为水；反应过程中会生成NO，NO2也不一定被吸收完全，为防止污染环境，需要用NaOH溶液吸收。
（5）①若反应物比例不合适时，生成的NO被过量的氧气氧化为有红棕色的NO2，NO2和生成的水反应生成硝酸，硝酸和氨反应生成NH4NO3，可以看到有白烟产生。②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，根据电子守恒，NH3中的-3价氮转化为HNO3里的+5价，1molNH3失去8mol电子，O2中氧元素的化合价从0价降低到-2价，1molO2得到4mol电子，所以理论上n(NH3)：n(O2)的最佳比例为1:2。