人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素质量评估检测含答案

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第五章质量评估(时间:75分钟　满分:100分)可能用到的相对原子质量:H-1　O-16　Mg-24　Ca-40 Cu-64一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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·广东广州,改编)我国在材料的开发和应用方面取得了举世瞩目的成就。下列属于金属材料的是 (　　)A.港珠澳大桥使用的混凝土B.高速列车外壳使用的硬铝C.“中国天眼”使用的碳化硅D.卫星芯片使用的高纯硅解析:混凝土是硅酸盐材料,属于无机非金属材料,故A项不符合题意;硬铝属于铝合金,合金属于金属材料,故B项符合题意;碳化硅为新型无机非金属材料,故C项不符合题意;高纯硅为无机非金属材料,故D项不符合题意。答案:B2.下列关于硅及其化合物的说法中正确的是 (　　)A.SiO2是一种酸性氧化物,所以不与任何酸反应B.高温下,工业制粗硅的反应的化学方程式为C+SiO2Si+CO2↑C.光导纤维的主要成分是SiO2D.太阳能发电板的主要材料是SiO2答案:C3.以下是汽车尾气催化转化装置的工作原理示意图:NO、O2、COCO、NO2CO2、N2下列说法中错误的是 (　　)A.汽车尾气是雾霾成因之一B.该过程中 NO2既是生成物又是反应物C.整个过程中氧元素被还原,氮元素被氧化D.过程②中会有反应:2NO2+4CO4CO2+N2 解析:汽车尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等,排放到空气中形成雾霾,故A项正确;该过程中一氧化氮生成二氧化氮,二氧化氮在催化剂作用下反应生成氮气,NO2既是生成物又是反应物,故B项正确;氧元素从0价变化为-2价,化合价降低,被还原,氮元素从+2价升高到+4价,又从+4价降低到0价,先被氧化后被还原,故C项错误;在催化剂条件下NO2与CO反应生成CO2和N2,反应的化学方程式为2NO2+4CO4CO2+N2,故D项正确。答案:C4.(2022·上海卷)制备二氧化硫并检验其性质,用铜与浓硫酸在试管中制得二氧化硫,先通到品红溶液中,然后通到新制氯水中,最后尾气处理,下列说法正确的是 (　　)A.SO2是氧化产物B.品红溶液褪色体现SO2的漂白性C.新制氯水褪色体现SO2的氧化性D.用饱和亚硫酸钠溶液处理尾气解析:浓硫酸与铜加热反应生成SO2,发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,硫元素化合价由+6价降低到+4价,SO2是还原产物,故A项错误;SO2能与品红结合生成不稳定的无色物质,从而使品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B项正确;SO2与新制氯水发生反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,使新制氯水褪色,体现了SO2的还原性,故C项错误;SO2在饱和亚硫酸钠溶液中反应生成亚硫酸氢钠,但吸收量少,应选用氢氧化钠溶液来处理尾气,故D项错误。答案:B5.(2023·浙江1月卷)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是 (　　)A.Na与乙醇反应可生成H2B.工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2C.工业上用氨的催化氧化制备NOD.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2解析:乙醇与金属钠反应生成乙醇钠和氢气,发生了取代反应,反应的化学方程式为2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2↑,故A项正确;黄铁矿煅烧生成二氧化硫,化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故B项正确;工业上氨催化氧化生成NO的反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,故C项正确;常温下铁与浓硝酸发生钝化现象,所以常温下铁与浓硝酸反应不可以制取NO2,故D项错误。答案:D6.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)2B.SSO3H2SO4C.NH4Cl(s)NH3Mg(OH)2D.SiO2H2SiO3Na2SiO3解析:铁与氯气在点燃条件下生成氯化铁,不生成氯化亚铁,A项错误;硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,B项错误;氢氧化钙与氯化铵加热生成氨,通入氯化镁溶液中,生成氢氧化镁沉淀,每步转化均能实现,C项正确;二氧化硅不溶于水,不能直接生成硅酸,D项错误。答案:C7.用如图所示装置进行实验,实验一段时间后,现象与实验预测不一致的是 (　　)解析:浓氨水会挥发出氨,氨溶解在酚酞溶液中,酚酞溶液会变红,A项正确;浓硝酸有挥发性,挥发出来的硝酸溶解在碘化钾淀粉溶液中,将I-氧化为碘单质,故溶液变蓝,B项正确;浓盐酸和浓氨水都有挥发性,挥发出来的氯化氢与氨反应生成氯化铵,故看到白烟,C项正确;饱和的亚硫酸溶液不稳定,分解生成的SO2进入溴水中,与溴水反应,溴水褪色,D项错误。答案:D8.(2022·全国甲卷)能正确表示下列反应的离子方程式的为 (　　)A.硫化钠溶液与硝酸混合:S2-+2H+H2S↑B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2OAlO2-+4NH4+C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO32-+CO2+H2OHSiO3-+HCO3-D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO42-BaSO4↓+2H2O解析:S2-具有强还原性,硝酸具有强氧化性,硫化钠溶液与硝酸混合会发生氧化还原反应,故A项错误;明矾为KAl(SO4)2·12H2O,电离出的Al3+与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝不能溶于氨水,正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,故B项错误;碳酸的酸性强于硅酸,硅酸钠中通入二氧化碳生成硅酸沉淀,通入少量二氧化碳,离子方程式为SiO32-+CO2+H2OH2SiO3↓+CO32-,通入过量二氧化碳,碳酸根会转化为碳酸氢根,故C项错误;当OH-同时遇到NH4+、H+时,优先与H+反应,将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合,溶液中的H+与OH-恰好完全反应,该反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-BaSO4↓+2H2O,故D项正确。答案:D9.某科学家认为Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH-反应,生成SiO44-,然后SiO44-与水反应生成原硅酸(H4SiO4)。下列说法中不正确的是 (　　)A.原硅酸中Si元素化合价与硅酸中Si元素化合价相等B.2HCl+Na2SiO3H2SiO3(胶体)+2NaCl说明盐酸的酸性比硅酸的强C.石英玻璃、陶瓷和水泥均为硅酸盐材料D.半导体工业所言“从沙滩到用户”是指二氧化硅制备单质硅答案:C10.有关下列各装置的叙述中不正确的是 (　　)①　　 　②③　 ④A.装置①可用于吸收实验中多余的Cl2B.装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2等C.装置③中X为煤油,可用于吸收氨或氯化氢D.装置④可用于收集氨,并吸收多余的氨答案:C11.科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的NO2-转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。下列说法正确的是 (　　)A.过程Ⅰ中NO2-发生氧化反应B.a和b中转移的e-数目相等C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH4+)=1∶4D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO2-+NH4+N2↑+2H2O解析:过程Ⅰ中NO2-生成NO和水,N的化合价降低,发生还原反应,故A项错误;过程Ⅰ中NO2-中N的化合价降低1,转移的e-数目为1,过程Ⅱ中NO与NH4+反应生成N2H4和水,NO中N的化合价降低4,NH4+中N的化合价升高1,过程Ⅱ中发生反应的离子方程式为NO+NH4++3e-+2H+H2O+N2H4,b中转移e-的数目为3,过程 Ⅱ 中参与反应的n(NO)∶n(NH4+)=1∶1,故B、C项错误;过程Ⅰ中NO2-生成NO和水,过程Ⅱ中NO与NH4+反应生成N2H4和水,过程 Ⅲ中N2H4生成N2和H+,所以过程 Ⅰ→Ⅲ 的总反应为NO2-+NH4+N2↑+2H2O,故D项正确。答案:D12.某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热,迅速投入热的浓硝酸中,发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧并发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧并发出亮光”的原因,该小组同学用如图装置完成以下实验:下列说法中正确的是 (　　)A.浓硝酸分解产生的V(NO2)∶V(O2)=1∶1B.红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应C.能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气D.以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧并发出亮光的主要气体一定是NO2解析:浓硝酸分解的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,则V(NO2)∶V(O2)=4∶1,故A项错误;红棕色气体为NO2,它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应,也可能是浓硝酸分解产生的,故B项错误;实验Ⅱ中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气,木炭在此混合气体中能迅速燃烧并发出亮光,可能是由于氧气助燃的作用,也可能是由于二氧化氮也具有助燃的作用,故C项错误,D项正确。答案:D13.课外学习小组为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子,进行了如图所示的实验操作,其中操作过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是 (　　)A.溶液中一定含有SO42-　　 B.溶液中一定含有NH4+C.溶液中一定含有Cl- D.溶液中一定含有Fe3+解析:在酸性条件下,NO3-能将SO32-氧化为SO42-,故溶液中不一定含SO42-,也可能是SO32-,A项错误;由于加入NaOH后产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝,则该气体为NH3,原溶液中一定含有NH4+,B项正确;在开始时加入了盐酸,故不能确定Cl-是否存在,C项错误;在加入KSCN之前已加入Ba(NO3)2、盐酸、AgNO3,若原溶液中含有Fe2+也会被氧化成Fe3+,出现题述现象,D项错误。答案:B14.(2023·广东珠海)将SO2从X通入装有稀BaCl2溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是 (　　)A.洗气瓶中产生BaSO3白色沉淀B.若同时在Y导管口处通入NH3,则生成的白色沉淀主要是BaSO4C.若同时在Y导管口处通入NO2,则生成的白色沉淀主要是BaSO4D.若把BaCl2溶液换成溴水,溶液颜色变浅,说明SO2有漂白性解析:SO2与BaCl2溶液不反应,不能生成沉淀,故A项错误;若同时在Y导管口处通入NH3,NH3与SO2反应可生成亚硫酸盐,SO32-继续与Ba2+反应生成BaSO3沉淀,故B项错误;若同时在Y导管口处通入NO2,NO2具有强氧化性,会将二氧化硫氧化为硫酸,硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,故C项正确;二氧化硫具有还原性,溴水具有强氧化性,两者发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,二氧化硫体现还原性,故D项错误。答案:C15.将1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL某浓度的硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况),当向反应后的溶液中加入640 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液时,金属离子全部转化为沉淀,测得沉淀的质量为2.54 g。下列说法中正确的是 (　　)A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2B.该硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L-1C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是20%D.该硝酸中HNO3的质量分数为60%解析:设铜、镁的物质的量分别为x mol、y mol,则①64x+24y=1.52,②98x+58y=2.54,解得x=0.02,y=0.01,所以该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1,A项错误;设N2O4、NO2的物质的量分别为a mol、b mol,则根据得失电子守恒得,2x+2y=2a+b,a+b=1.1222.4=0.05,解得a=0.01,b=0.04,最终生成硝酸钠的物质的量是 0.64 mol,根据氮原子守恒可知参加反应的硝酸的物质的量是0.64 mol+0.01 mol×2+0.04 mol=0.7 mol,因此该硝酸中HNO3的物质的量浓度是0.7mol0.05 L=14.0 mol·L-1,B项正确;NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%,C项错误;不知道硝酸的密度,不能计算HNO3的质量分数,D项错误。答案:B16.在100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和0.1 mol·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是(忽略溶液体积的变化) (　　)A.0.15 mol·L-1 B.0.225 mol·L-1C.0.35 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1解析:n(Cu2+)=1.92 g64 g·mol-1=0.03 mol,n(H+)=0.4 mol·L-1×0.1 L+0.1 mol·L-1×0.1 L×2=0.06 mol,n(NO3-)=0.4 mol·L-1×0.1 L=0.04 mol,Cu与H+、NO3-发生的反应如下:3Cu　 +　 8H+　 +　 2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O3 8 20.03 mol 0.08 mol 0.02 mol由此可知H+的量不足,H+完全反应,则n(Cu2+)=0.06mol×38=0.022 5 mol,c(Cu2+)=0.022 5mol0.1 L=0.225 mol·L-1。答案:B二、非选择题:共56分。17.(12分)哈伯因为氨的合成曾获1918年诺贝尔化学奖。(1)写出实验室由氯化铵与熟石灰加热制取氨的化学方程式: 　　　　　。 检验氨已收集满的方法:用　　　 　　　　　试纸靠近集气瓶口,现象为　 。 (2)进行喷泉实验的装置如图所示,若在烧杯中加入酚酞,会得到红色喷泉,欲得到蓝色喷泉,应加入的酸碱指示剂是　　　　。 (3)写出工业上利用NH3制备硝酸的一系列反应的化学方程式:　 、 　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 答案: (1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O　湿润的红色石蕊　试纸变蓝(2)石蕊溶液(3)4NH3+5O24NO+6H2O　2NO+O22NO2　3NO2+H2O2HNO3+NO18.(2023·湖北卷,节选)(14分)学习小组探究了铜的氧化过程。回答下列问题。(1)铜与浓硝酸反应的装置如图1所示,仪器A的名称为　　　　　　,装置B的作用为　　　　　　　　。 (2)铜与过量H2O2溶液反应的探究如图2所示。实验②中Cu溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　;产生的气体为　　　　。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是　　　　　　　　　　。 解析: (1)仪器A的名称为具支试管。铜与浓硝酸反应产生的尾气直接用NaOH溶液吸收会引发溶液倒吸,装置B起到安全瓶的作用,防止倒吸。(2)铜在稀硫酸作用下,被H2O2氧化为Cu2+和H2O,溶液变蓝。在Cu2+作用下,H2O2会被催化分解生成O2。在Na2SO4溶液中H2O2不能氧化Cu,在稀硫酸中H2O2能氧化Cu,说明H+使H2O2的氧化性增加。答案: (1)具支试管　安全瓶(防倒吸) (2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O　O2　增加H2O2的氧化性 19.(14分)氮元素及其化合物的转化关系如图甲所示,回答下列问题。甲乙(1)图甲中,X的化学式为　　　　,从化合价上看,X具有　　　　(填“氧化”或“还原”)性。 (2)①下列试剂不能用于干燥NH3的是　　(填字母)。 A.浓硫酸　　B.碱石灰　　C.NaOH固体②若要收集一瓶氨,请将图乙装置补充完整,在方框内画出连接图。(3)①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO与NO反应可转化为无害气体,写出相关反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。 ②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式: 　　　　　　　　。 答案: (1)N2O5　氧化(2)①A　② (3)①2NO+2CON2+2CO2②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O20.(2023·广东广州,改编)(16分)二氧化硫广泛应用于葡萄酒的酿造工艺中,具有抗氧化和杀菌的作用。(1)实验室常用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制备SO2,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)有关二氧化硫部分性质的实验装置如图所示。A装置中的现象证明SO2有　　　　(填字母,下同),B装置中的现象证明SO2有　　　　。 a.漂白性　　b.酸性氧化物性质　　c.还原性　　d.氧化性(3)一段时间后C装置中会出现白色沉淀,判断并检验,确定该沉淀为BaSO4。①为进一步探究C装置的溶液中什么粒子将SO2氧化,小组同学提出以下猜想。猜想a:溶液中有氧气,将SO2氧化,继而生成BaSO4。猜想b:　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 设计实验,验证猜想。实验过程:在a、b、c、d四个烧杯中均放入pH传感器,然后通入纯净的SO2气体。实验1、实验2中煮沸、油覆的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　。 ②实验数据如图所示。小组同学通过对比实验1、2、4三组实验的pH变化图像,得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　。综合以上pH变化数据,你还可得出什么结论?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析: (1)亚硫酸钠固体与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸钠和水。(2)A装置中的现象是使紫色石蕊溶液变红,证明SO2水溶液有酸性。B装置中溴单质与SO2发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸。(3)①也可能是酸性环境下,硝酸根离子氧化SO2,2H2O+3SO2+2NO3-3SO42-+2NO+4H+。②实验1、2说明NO3-可氧化SO2,实验2、4说明O2可氧化SO2,所以通过对比实验1、2、4三组实验的pH变化图像得出结论,O2和NO3-都能氧化SO2,从而生成BaSO4。从图像可以看出,有氧时pH变化更大,所以O2的氧化作用是生成BaSO4的主要因素。答案: (1)Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O(2)b　c(3)①2H2O+3SO2+2NO3-3SO42-+2NO+4H+　防止氧气干扰实验②O2和NO3-都能氧化SO2,从而生成BaSO4　O2的氧化作用是生成BaSO4的主要因素选项①中物质②中物质实验预测A浓氨水酚酞溶液②中溶液变为红色B浓硝酸碘化钾淀粉溶液②中溶液变为蓝色C浓盐酸浓氨水大烧杯中有白烟D饱和的亚硫酸溶液稀溴水②中无明显变化实验实验Ⅰ实验Ⅱ集气瓶中所盛气体O2加热浓硝酸产生的气体现象木炭迅速燃烧发出亮光木炭迅速燃烧发出亮光实验序号实验步骤实验1在a烧杯中加入煮沸的25 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液,再加入食用油覆盖,冷却至室温实验2在b烧杯中加入煮沸的25 mL 0.1 mol·L-1Ba(NO3)2溶液,再加入食用油覆盖,冷却至室温实验3在c烧杯中加入未煮沸的25 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液实验4在d烧杯中加入未煮沸的25 mL 0.1 mol·L-1Ba(NO3)2溶液