2023-2024学年高一化学下学期-第五章 化工生产中重要的非金属元素（ 单元检测卷）（人教版2019必修第二册）（解析版）

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第五章 化工生产中重要的非金属元素（单元检测卷）可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cl 35.5 K 39 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Ag 108 Ba 137 Pb 207第I卷（选择题 共48分）一、选择题：本题共16个小题，每小题3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。1．2023年中国“大国重器”频频问世，彰显了中国科技发展的巨大成就。下列有关说法正确的是A．“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时，工作时发生化学变化B．“天问一号”火星车的保温材料为纳米气凝胶，能产生丁达尔效应C．华为麒麟芯片是国产最强手机芯片，目前已经获得多个“世界第一”，芯片的半导体材料为D．中国天眼发现纳赫兹引力波，其使用的碳化硅材料为传统无机非金属材料【答案】B【详解】A．原子钟利用电子跃迁计时，工作时发生物理变化，故A错误；B．纳米气凝胶属于胶体，能产生丁达尔效应，故B正确；C．芯片的半导体材料为Si，故C错误；D．碳化硅材料为新型无机非金属材料，故D错误；故选B。2．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，4.48LNH3溶于水得到的溶液中，NH3⋅H2O和的总数小于0.2NAB．常温下，5.6g铁与足量的浓硝酸反应，转移的电子数为0.3NAC．0.4molFe与足量的S反应，转移的电子数为1.2NAD．含2molH2SO4的浓硫酸与64gCu共热，生成SO2分子数为NA【答案】A【详解】A．标准状况下，4.48L NH3物质的量为0.2mol，溶于水生成NH3⋅H2O，NH3⋅H2O部分电离，1个NH3⋅H2O可以电离出1个，根据物料守恒，和NH3⋅H2O总数等于0.2NA，A正确；B．常温下，Fe遇到浓硝酸发生钝化，无法计算转移的电子数，B错误；C．已知Fe和S共热反应得到FeS，故0.4mol Fe与足量的S反应，转移的电子数为0.8NA，C错误； D．浓硫酸随着反应进行将变为稀硫酸，不继续与Cu反应，故含2mol H2SO4的浓硫酸与64g Cu共热，无法计算生成SO2的分子数，D错误；本题选A。3．下列说法中正确的是A．是一种食品添加剂，其作用主要为漂白、防腐、抗氧化等B．、为含硫化合物，都可用浓硫酸干燥C．单质硫燃烧时，氧气少量时生成，氧气足量时可通过一步反应生成D．、溶于雨水会形成酸雨，酸雨的pH约为5.6【答案】A【详解】A．SO2是一种食品添加剂，其作用主要为漂白、防腐、抗氧化等，A正确；B．浓硫酸与H2S会发生氧化还原反应，B错误；C．S燃烧只能生成SO2，与氧气量无关，C错误；D．氮与硫的氧化物会形成酸雨，酸雨的pH小于5.6，D错误；故选A。4．氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，下列过程属于氮的固定的是A．在一定条件下由氨气和二氧化碳合成尿素B．雷雨闪电时，大气中产生了一氧化氮C．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢D．工业上用氨气和硝酸合成硝酸铵【答案】B【详解】A．工业上用氨和二氧化碳合成尿素，属于不同化合态的氮之间的转化，不属于氮的固定，故A错误；B．雷雨闪电时，氮气和氧气生成一氧化氮，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，故B正确；C．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，属于不同化合态的氮之间的转化，不属于氮的固定，故C错误；D．氨气和硝酸合成硝酸铵属于不同化合态的氮之间的转化，不属于氮的固定，故D错误；故选：B。5．下列实验装置不能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．二氧化硫易溶于水，在浓氧氧化钠溶液中的溶解度更大，故烧瓶内气压急剧减小，可以形成A．用做喷泉实验B．验证Cu与浓硝酸反应的热量变化C．验证易溶于水D．浓氨水与浓硫酸反应喷泉实验，A正确；B．由于大试管内气体热胀冷缩，根据U形管中红墨水的高度变化情况可以判断反应是放出热量还是吸收热量，B正确；C．用胶头滴管滴入水，气球会立刻膨胀起来，说明氨气极易溶于水，C正确；D．浓硫酸没有挥发性，看不到白烟，D错误；本题选D。6．能用于鉴别和的溶液是A．澄清石灰水 B．酸性高锰酸钾溶液 C．酚酞溶液 D．溶液【答案】B【详解】A．和均能与澄清石灰水发生反应，产生白色沉淀，不能鉴别，A不符合题意；B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能，可以鉴别，B符合题意；C．和均不能使酚酞溶液变色，不能鉴别，C不符合题意；D．和均不能与溶液反应，不能鉴别，D不符合题意；答案选B。7．下列有关硫的性质及应用的描述，错误的是A．从硫的化合价角度分析，单质硫既具有氧化性又具有还原性B．硫单质与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物C．试管内壁沾有硫粉，可用CS2洗涤D．单质硫燃烧时，氧气少量可生成SO2，氧气足量时可生成SO3【答案】D【详解】A．S元素最高为+6价，最低为-2价，S单质中S元素化合价为0价，介于+6价和-2价之间，因此单质硫既具有氧化性又具有还原性，A正确；B．S单质的氧化性比较弱，在与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物，如与Fe在加热时反应产生FeS，B正确；C．硫单质不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，因此试管内壁沾有硫粉可用CS2洗涤，C正确；D．单质硫燃烧时，在点燃时与氧气反应只能生成SO2，反应产物与氧气的量的多少无关，D错误；故合理选项是D。8．和都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的和混合后再通入品红与的混合溶液中，能观察到的现象是①溶液褪色  ②溶液不褪色  ③出现沉淀  ④不出现沉淀A．①③ B．②③ C．①④ D．②④【答案】B【详解】等物质的量的和混合后再通入品红与的混合溶液，等物质的量的、和水反应：++2H2O=H2SO4+2HCl，、恰好完全反应，无剩余，则品红溶液不褪色，反应生成的H2SO4和反应生成BaSO4沉淀，则观察到的现象为②、③，答案选B。9．下列制取、收集并验证其还原性及进行尾气处理的装置能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．常温下铜与浓硫酸混合不反应，故不选A；B．的密度比空气大，用向上排空气法收集，需要从长导管进入，故不选；C．与浓硫酸不反应，故不选C；D．是酸性氧化物，能被氢氧化钠溶液吸收，且该装置能防倒吸，故选D；选D。10．下列关于浓硫酸的说法不正确的是A．空气中敞口久置的浓硫酸质量增大 B．可用来干燥硫化氢气体C．用浓硫酸在纸上书写的字迹会变黑 D．在加热条件下可与铜反应【答案】B【详解】A．浓硫酸具有吸水性，会吸收空气中的水，质量增大，故A正确；B．浓硫酸具有强氧化性，可与H2S发生反应，不能干燥硫化氢气体，故B错误；C．浓硫酸具有脱水性，可以将纸碳化变黑，故C正确；D．浓硫酸在加热条件下可与铜反应，化学方程式为：，故D正确；故选B。11．下列实验装置或方案能达到实验目的的是A．制取B．收集C．验证的还原性D．吸收多余的A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气C．丙的原理为 D．收集气体【答案】C【详解】A．氯化铵加热分解生成氨气和HCl，在试管口冷却化合生成氯化铵，无法制取氨气，故A错误；B．氨气和浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，故B错误；C．硝酸是挥发性酸，与氨气反应生成硝酸铵，反应方程式，故C正确；D．NO易被氧气氧化为二氧化氮，根据其难溶于水，应用排水法收集，故D错误；故选：C。12．下列反应的离子方程式书写不正确的是A．用溶液检验气体：B．向亚硫酸溶液中加入双氧水：C．溶于水：D．溶液中加入溶液并微热：【答案】A【详解】A．溶液和气体反应生成CuS沉淀和H2SO4，离子方程式为，A项错误；B．亚硫酸溶液中含有SO2，向亚硫酸溶液中加入双氧水，SO2和H2O2反应生成H2SO4，反应的离子方程式为，B项正确；C．和水反应生成HNO3和NO，离子方程式为，C项正确；D．溶液中加入溶液并微热生成NH3、NaCl和H2O，离子方程式为，D项正确；答案选A。13．下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是A．先打开止水夹再挤压装置①的胶头滴管使全部进入烧瓶B．先打开止水夹再挤压装置②的胶头滴管使溶液全部进入烧瓶C．先打开止水夹然后用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气D．先打开止水夹然后在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸【答案】B【详解】A．因为氯气易溶于，先打开止水夹再挤压装置①的胶头滴管使全部进入烧瓶，则烧瓶中的压强减小，从而引发喷泉，A不符合题意；B．因为溶液与氢气不反应，则烧瓶中的压强不减小，不会引发喷泉，B符合题意；C．先打开止水夹然后用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，则锥形瓶中气体压强增大，锥形瓶中的水沿导管进入烧瓶，氨气极易溶于水，使烧瓶中的压强减小，从而引发喷泉，C不符合题意；D．先打开止水夹然后在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸，水槽中的水温度升高，使浓氨水挥发，从而使锥形瓶中气体压强增大，则锥形瓶中的浓氨水沿导管进入烧瓶，与烧瓶中的氯化氢反应，使烧瓶中的压强减小，从而引发喷泉，D不符合题意； 故选B。14．下列关于氮及其化合物的说法错误的是A．化学性质稳定，可用作保护气B．NO、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在C．易液化，液氨常用作制冷剂D．具有强氧化性，可溶解铜、银等不活泼金属【答案】B【详解】A．N2分子中存在氮氮三键，化学性质比较稳定，可用作保护气，选项A正确；B．NO、NO2均为大气污染气体，其中NO遇氧气可以与之反应生成NO2，在大气中不能稳定存在，选项B错误；C．氨气容易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，液氨可作制冷剂，选项C正确；D．HNO3具有强氧化性，可以与铜、银等不活泼金属反应，所以可溶解铜、银等不活泼金属，选项D正确；答案选B。15．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．亚铁离子、硝酸根在酸性条件下发生氧化还原反应，不能证明双氧水氧化亚铁离子，故A错误；B．将SO2气体通入酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去，体现是二氧化硫的还原性，故B错误；C．向盛有溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，振荡，再滴加几滴新制的氯水，溶液变为血红色，说明生成了铁离子，则说明亚铁离子变为铁离子，即亚铁离子有还原性，故C正确；D．原溶液即使有铵根，滴加NaOH稀溶液，不生成氨气，应滴加浓NaOH并加热，然后将湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验氨气，方案不合理，故D错误；本题选C。16．双碱法脱硫过程如图所示。下列说法不正确的是A．过程Ⅰ中，表现出酸性氧化物的性质B．过程Ⅱ中，可氧化C．过程Ⅰ和过程Ⅱ中都发生了氧化还原反应选项实验操作和现象结论A向溶液中滴入硫酸酸化的溶液，观察溶液颜色变化具有氧化性B将缓慢通入酸性溶液中，溶液紫红色褪去具有漂白性C向盛有溶液的试管中滴加几滴溶液，振荡，再滴加几滴新制的氯水，观察溶液颜色变化具有还原性D向溶液X中加入稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸未变蓝原溶液中不存在D．总反应为【答案】C【详解】A．过程Ⅰ为SO2与碱反应生成盐和水，表现出酸性氧化物的性质，A正确；B．由过程Ⅱ可得关系式 ，由此可知1 mol O2可氧化2 mol Na2SO3，B正确；C．根据图示，过程Ⅰ不存在化合价的变化，不是氧化还原反应，C错误；D．根据图示可得总反应为2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O，D正确；故答案选C。第II卷（非选择题 共52分）二、非选择题：本题共4个小题，共52分。17．（12分）硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：(1)传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括 、 和玻璃。(2)光导纤维的主要成分是。为 (“酸性”、“碱性”或“两性”)氧化物，写出与烧碱反应的化学方程式 。(3)沙子可用作建筑材料和制玻璃的原料，下列说法不正确的是______(填字母)。A．能与水反应 B．在一定条件下能与氧化钙反应C．是制作光导纤维的主要原料 D．能与稀硫酸反应(4)硅单质可作硅半导体材料。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图：①写出制粗硅的化学方程式 。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成、和一种气体单质，写出发生反应的化学方程式 ；在制备高纯硅的过程中若混入，可能引起的后果是 。【答案】(1)陶瓷 水泥(2)酸性 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(3)AD(4) 2C+SiO22CO↑+Si SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸【详解】（1）传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，主要包括陶瓷、水泥和玻璃。（2）SiO2是光导纤维的主要成分之一，是酸性氧化物，发生反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。（3）A．SiO2不能与水反应，A错误；B．SiO2在高温条件下能与氧化钙反应，B正确；C．SiO2是制作光导纤维的主要原料，C正确；D．SiO2不能与稀硫酸反应，D错误；故选AD。（4）①石英砂的主要成分是二氧化硅，与焦炭反应生成硅和CO，反应为：2C+SiO22CO↑+Si；②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，根据硅元素化合价升高，则氢元素化合价降低生成H2，该化学反应方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl；H2遇O2受热时发生爆炸，所以H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是高温下，H2遇O2发生爆炸。18．（14分）二氧化硫是最常见、最简单、有刺激性的硫氧化物，大气主要污染物之一，火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。SO2在生活、生产中有重要用途，使用不当会造成环境污染。(1)某同学利用如图所示装置研究二氧化硫的性质。①仪器b的名称为 ，加入药品前需要 。②实验开始前先通入一段时间N2，此操作的目的是 。③装有Na2S溶液的球形干燥管中出现淡黄色浑浊，说明二氧化硫具有 性。④装置c中的溶液 (填能或不能)用澄清石灰水替换，理由是 。(2)某兴趣小组用如图所示装置测定某硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量。当注入标准状况下200 mL空气时，酸性KMnO4溶液恰好褪色，停止实验。发生反应的离子方程式为： 。该空气中二氧化硫的体积分数为 。【答案】(1)具支试管 检查装置气密性 排尽装置内的空气，防止干扰 氧化 不能 澄清石灰水浓度太低，难以除尽SO2(2) 5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+ 1.4%【分析】本实验为探究实验室制备SO2和SO2的性质，反应开始前打开止水夹，通入氮气将装置内的空气排空，然后关闭止水夹，通过a中注射器向具支试管b中Na2SO3注入浓硫酸， 产生SO2，经过湿润的pH试纸发生试纸变红，说明SO2为酸性氧化物，通入品红溶液中发生品红褪色，验证SO2具有漂白性，遇到酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色验证SO2具有还原性，同于鲜花中鲜花不变色，说明SO2的漂白性具有局限性，通过Na2S溶液，溶液变浑浊，说明有S沉淀生成，验证SO2具有氧化性，最后通入NaOH溶液中进行尾气处理，据此分析解题。【详解】（1）①由题干实验装置图可知，仪器b的名称为具支试管，加入药品前需要检查装置的气密性，故答案为：具支试管；检查装置的气密性；②装置中含有空气，空气中氧气能与生成的气体一同进入装置B而将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子而干扰实验，所以通入氮气的目的是排除空气的干扰，故答案为：排尽装置内的空气，防止干扰；③装有Na2S溶液的球形干燥管中出现淡黄色浑浊，说明二氧化硫将S2-氧化，反应生成硫单质，则二氧化硫具有氧化性，故答案为：氧化；④由分析可知，装置c中的溶液的作用为尾气处理，吸收多余的SO2，故不能用澄清石灰水替换，理由是澄清石灰水浓度太低，难以除尽SO2，故答案为：不能；澄清石灰水浓度太低，难以除尽SO2；（2）二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为：5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+，则Mn元素得到电子的物质的量是0.05L×0.001mol/L×5=2.5×10-4mol，根据得失电子守恒，设空气中二氧化硫的物质的量是x，则（6-4）x=2.5×10-4mol，x=1.25×10-4mol，标准状况下的体积是1.25×10-4mol×22.4L/mol=2.8×10-3L=2.8mL，所以该空气中SO2的体积分数为=1.4%，故答案为：5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+；1.4%。19．（12分）硫、氮的氧化物都会引起环境问题，越来越引起人们的重视。如图是硫、氮元素的各种价态与物质类别的对应关系：回答下列问题：(1)从硫元素的化合价变化的角度判断，图中只有还原性的含硫化合物为 。(2)写出浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式： ；若要除去中的可以使用 （填试剂名称）。(3)根据A对应的化合价和物质类别，A为 （写分子式）。(4)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层应选择 ，反应的离子方程式为 。(5)工业生产中利用氨水吸收和，流程如图所示：被吸收过程的离子方程式是 。【答案】(1)(2) （浓） 饱和碳酸氢钠溶液（或酸性高锰酸钾溶液，合理即可(3)(4) 浓硝酸 (5)【详解】（1）元素处于最低价态时只有还原性，从硫元素的化合价变化的角度判断，图中只有还原性的含硫化合物为。（2）浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫、水，反应的化学方程式为（浓）；亚硫酸的还原性大于碳酸，若要除去中的可以使用饱和碳酸氢钠溶液。（3）A是+5价N元素的氧化物， A为。（4）常温下，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，若要除去铁制品表面的铜镀层应选择浓硝酸，反应的离子方程式为。（5）亚硫酸氨吸收，被还原为氮气、亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，吸收过程的离子方程式是。20．（14分）氮元素及其化合物的转化关系如图所示：(1)反应①②③④⑤中不属于氧化还原反应的是 ，写出的电子式 。(2)浓、稀 的性质既相似又有差别，写出足量的铁与稀硝酸反应的离子方程式： 。(3)氮氧化物是大气污染物之一，处理对于环境保护具有重要的意义。在一定条件下可将还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。①用装置A制备，反应的化学方程式为 ；装置B内的试剂是 。②在装置中和充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中 和的物质的量之比为 。③工厂里常采用溶液吸收的混合气体，使其转化为化工产品，试写出其化学方程式： 。④用不同浓度的溶液吸收含量不同的尾气，关系如图：(表示尾气里中的含量)根据图得知含量越大，氮氧化物的吸收率越大，当小于时，加入 能提升氮氧化物的吸收率，原因是 。(4)是农业生产中常用的一种氮肥。实验室中检验某种化肥是铵态氮肥的方法是： (写出操作步骤、现象和结论)。【答案】(1) ①②③④ (2)(3) 碱石灰 4∶3 根据图中信息可知，氮氧化物的吸收率随NO2的含量增大而增大，当混合气体中NO2含量小于50%时，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大(4)将化肥样品装入试管中，加入氢氧化钠溶液并微热，产生能使试管口放置的湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明化肥样品是铵态氮肥【分析】根据实验装置分析可知，装置A中用Ca(OH)2和NH4Cl加热制备氨气，方程式为，B中盛放碱石灰干燥氨气，D中Cu与浓硝酸制备NO2，离子方程式为，用无水CaCl2干燥NO2，生成的两种气体进入M中发生反应，，上方的气球用于收集气体。【详解】（1）由物质的转化关系可知，反应①②③④中氮元素的化合价均发生变化，属于氧化还原反应；NH3的电子式为：；（2）铁被稀硝酸氧化为Fe3+，Fe3+与Fe继续反应生成Fe2+，因此足量的铁与稀硝酸反应的离子方程式：；（3）①用装置A加热氢氧化钙固体和氯化铵固体，制备氨气，其中发生反应的化学方程式为；装置B的作用是干燥氨气，U型管内的试剂是碱石灰；②由题意得，M中发生反应：，和的物质的量之比为4∶3；③溶液吸收的混合气体，使其转化为，化学方程式为：；④根据图中信息可知，氮氧化物的吸收率随NO2的含量增大而增大，当混合气体中NO2含量小于50%时，具有氧化性的H2O2的存在，会使NO氧化成NO2，NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大；（4）铵盐能与氢氧化钠溶液共热反应生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则检验某种化肥是铵态氮肥的方法是：将化肥样品装入试管中，加入氢氧化钠溶液并微热，产生能使试管口放置的湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明化肥样品是铵态氮肥。