1、专题质检卷五非金属及其化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,下列说法正确的是()。A.晶体硅具有半导体性质,可用于生产光导纤维B.玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应,故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰C.陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D.硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O2FeO3SiO2答案:D解析:晶体硅是半导体,可用于生产电脑芯片,二氧化硅可用于制造光导纤维,A项不正确。玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应,但不能用NaOH溶液雕刻
2、玻璃纹饰,应该用HF,B项不正确。陶瓷、水泥属于硅酸盐材料,石英玻璃的主要成分是二氧化硅,C项不正确。硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O2FeO3SiO2,D项正确。2.(2020江苏黄桥中学高三质量检测)下列有关物质性质的叙述正确的是()。A.明矾和芒硝均具有净水作用B.氯水久置后,漂白性和酸性均增强C.SO2通入Ba(NO3)2溶液中有沉淀产生D.NH3通入AlCl3溶液至过量先沉淀后沉淀溶解答案:C解析:明矾水解生成的氢氧化铝具有吸附性,可以用来净水;芒硝的主要成分为Na2SO410H2O,没有净水作用,不能用来净水,故A项错误。新制氯水久置后变为盐酸,所以氯水久
3、置后漂白性减弱、酸性增强,故B项错误。NO3-在酸性条件下具有强氧化性,SO2通入Ba(NO3)2溶液中,二氧化硫被氧化为硫酸,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀,故C项正确。NH3通入AlCl3溶液反应生成氢氧化铝沉淀,氨水是弱碱,不能溶解生成的氢氧化铝沉淀,故D项错误。3.(2020山东济宁高三模拟)一定条件下,下列各组物质能一步实现的转化关系的是()。选项XYZWANH3N2NONO2BCOCO2Na2CO3NaHCO3CH2SSO2SO3H2SO4DAlAl2O3NaAlO2Al(OH)3答案:B解析:因为N2不能通过一步反应生成NO2,故A项错误。CO与氧气反应生成CO2,CO2可以
4、通入NaOH溶液生成Na2CO3,Na2CO3溶液进一步与CO2反应生成NaHCO3,NaHCO3受热分解生成Na2CO3。过量的CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3,故B项正确。因为H2SO4不能一步反应生成SO3,故C项错误。Al与氧气反应生成Al2O3,Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,Al2O3不能直接转化为Al(OH)3,NaAlO2与少量酸反应生成Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,故D项错误。4.(2020黑龙江哈尔滨第十八中学高三月考)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
5、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:Na2O2吸收CO2生成O2和Na2CO3,可用作呼吸面具供氧剂,故A项正确。ClO2具有强氧化性而使蛋白质变性,所以该物质能杀菌消毒是因为ClO2的强氧化性,故B项错误。光导纤维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的硬度大小无关,故C项错误。氨气易液化而吸收热量导致周围环境温度降低,所以氨气常作制冷剂,与氨气易溶于水无关,故D项错误。5.下列陈述和均正确,并存在因果关系的是()。选项陈述陈述A漂白粉在空气中久置变质漂白粉中的CaCl2与空
6、气中的CO2反应生成CaCO3B非金属性:ClS酸性:HClO3H2SO4C常温下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3小向饱和Na2CO3溶液中通入CO2产生沉淀D常温下,SO2与氢硫酸和NaOH溶液均可反应SO2是两性氧化物答案:C解析:CaCl2与空气中的CO2不反应,漂白粉在空气中久置变质,是因为次氯酸钙与水、二氧化碳发生反应生成HClO,HClO不稳定发生分解,A项错误。HClO3不是氯元素最高价含氧酸,由酸性:HClO3H2SO4不能得出非金属性:ClS的结论,由酸性:HClO4H2SO4可得出非金属性:ClS的结论,B项错误。向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,析出碳酸氢钠沉淀,说
7、明常温下NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,C项正确。SO2与氢硫酸发生氧化还原反应生成S和H2O,由此不能得出SO2是两性氧化物的结论,D项错误。6.SiO2是一种化工原料,利用SiO2可以制备一系列物质。下列说法正确的是()。A.图中所有反应都不属于氧化还原反应B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制造光导纤维C.可用盐酸除去石英砂中少量的碳酸钙D.普通玻璃由纯碱、石灰石和石英砂制成,其熔点很高答案:C解析:图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3的反应不属于氧化还原反应,SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应,A项错误。光导纤维的主要成分是SiO2而不是硅酸
8、盐,B项错误。玻璃没有固定的熔点,D项错误。7.(2020山东青岛二中高三模拟)葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:SO32-I-Cl-)。下列说法不正确的是()。A.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是防止氧化,利用了亚硫酸盐的还原性B.通入N2和煮沸的目的是将产生的气体从溶液中全部赶出C.若试剂A选择氯水,则试剂B可选择NaOH标准液D.若试剂A选择碱液,调节吸收后的溶液为中性,则试剂B可选择I2标准液答案:C解析:亚硫酸盐具有较强的还原性,可以防止葡萄酒被氧化,A项正确。温度越高,气体在水中
9、的溶解度越小,通入N2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出,B项正确。若试剂A选择氯水,溶液中会有未反应的氯水,当试剂B选择NaOH标准液时,消耗的氢氧化钠标准液的体积会偏大,造成结果有较大误差,C项错误。若试剂A选择碱液,调节吸收后的溶液为中性,试剂B选择I2标准液,碘与亚硫酸盐反应生成硫酸盐,可以测定亚硫酸盐的含量,D项正确。8.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 molL-1和2 molL-1,取10 mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)()。A.0.224 LB.0.4
10、48 LC.0.672 LD.0.896 L答案:C解析:10mL混合酸中含有:n(H+)=0.01L4molL-12+0.01L2molL-1=0.1mol,n(NO3-)=0.01L2molL-1=0.02mol,设NO3-完全反应需要H+的物质的量为x,则:由于铁过量,则发生反应:3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+2NO+4H2O,Fe+2H+Fe2+H2,因此3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+2NO+4H2O280.02molx所以x=0.02mol82=0.08mol,小于0.1mol,故H+有剩余,则反应生成的NO为0.02mol,反应后剩余n(H+)=0.1mol-0.08m
11、ol=0.02mol,则Fe+2H+Fe2+H20.02mol0.01mol所以n(NO)+n(H2)=0.02mol+0.01mol=0.03mol,V(NO)+V(H2)=0.03mol22.4Lmol-1=0.672L,答案选C。9.(2020山东日照高三月考)ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上用ClO2气体制备NaClO2的工艺流程如下图所示:下列说法不正确的是()。A.工业上可将ClO2制成NaClO2固体,便于贮存和运输B.通入空气的目的是驱赶出ClO2,使其被吸收器充分吸收C.吸收器中生成NaClO2的离子方程式:2ClO2+H2O22ClO2-+O2+2H+D.步骤a的
12、操作包括过滤、洗涤和干燥答案:C解析:ClO2为气体,不易贮存和运输,常将其制备成NaClO2固体以便贮存和运输,A项不符合题意;反应结束后,发生器中仍有少量ClO2,用空气可以将其排出,确保其被充分吸收,B项不符合题意;反应的环境是碱性环境,离子方程式应该为2ClO2+2OH-+H2O22ClO2-+O2+2H2O,C项符合题意;NaClO2溶液中获得NaClO2固体需要真空蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥,D项不符合题意。二、非选择题(本题共3个小题,共46分)10.(18分)SO2虽是大气污染物之一,但也是重要的工业原料,某同学在实验室设计如下实验,对SO2的部分性质进行了探究。(1
13、)二氧化硫的水溶液SO2易溶于水,常温常压下溶解度为140,溶于水过程中有H2SO3生成。向SO2的饱和溶液中加入NaHSO3固体,有气体冒出,原因是。欲验证酸性:H2SO3HClO,下面装置的连接顺序为:A(按气流方向用大写字母表示即可)。能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为。(2)二氧化硫的还原性已知SO2具有还原性,可以还原I2,可以与Na2O2发生反应,按下图所示装置进行实验。(部分固定装置未画出)操作步骤实验现象解释原因关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体若将带火星的木条放在D试管口处,木条不复燃SO2与Na2O2反应无O2生成,可能发生的化学反应方程式
14、为若将带火星的木条放在D试管口处,木条复燃SO2与Na2O2反应有O2生成,发生的化学反应为2SO2+2Na2O22Na2SO3+O2关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中E中E中反应的离子方程式F中F中反应为2OH-+SO2SO32-+H2O答案:(1)SO2的水溶液中存在如下平衡:SO2+H2OH2SO3H+HSO3-,NaHSO3固体溶解后增大了c(HSO3- ),导致平衡左移,降低了SO2的溶解度CBEDFD中品红溶液不褪色,F中产生白色沉淀(2)Na2O2+ SO2Na2SO4溶液蓝色褪去SO2 + I2+2H2O2I-+SO42-+4H+溶液红色变浅或褪色解析:(1)次氯
15、酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,不能利用二氧化硫与次氯酸钙直接反应判断亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,应通过验证亚硫酸酸性比碳酸强,再结合碳酸酸性比HClO强,间接作出判断。A装置制备二氧化硫,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有HCl,故用饱和的亚硫酸氢钠溶液除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫,用品红溶液检验二氧化硫是否除尽,再通入F中。(2)A中制备二氧化硫,X干燥二氧化硫,C中发生SO2与Na2O2的反应,D中氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫,防止污染空气。E装置检验I-还原性弱于SO2,F装置验证二氧化硫为酸性气体,并
16、吸收二氧化硫,防止污染空气。11.(12分)某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4,与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程:请回答下列问题:(1)工业合成氨反应的条件是。沉淀池中发生反应的主要化学方程式是。该反应能够发生的原因是。(2)提纯滤液以获得(NH4)2SO4晶体,必要的操作步骤是(填字母)。A.萃取B.蒸发浓缩C.冷却结晶D.蒸馏(3)上述生产流程中,有关NH3的作用及说明正确的是(填字母)。A.提供制备所需的氮元素B.增大CO32-的浓度促进反应发生C.作反应的催化剂D.生产1 mol (NH4)2SO4,至少消耗2 mol NH3(4)该生产过程
17、中的副产品是,从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是,缺点是。答案:(1)高温、高压、催化剂2NH3+CO2+CaSO4+H2OCaCO3+(NH4)2SO4碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度(2)BC(3)ABD(4)氧化钙产生的CO2循环使用,得到的产品和副产品都是有用的物质,无废物产生硫酸钙的溶解度较小,此生产过程的反应速率较慢,原料的转化率较低,故生产效率比较低解析:(1)工业合成氨反应的条件是高温、高压、催化剂;将NH3和CO2通入沉淀池中并加入CaSO4,生成(NH4)2SO4和CaCO3,发生反应为:2NH3+CO2+CaSO4+H2OCaCO3+(NH4)2SO4
18、;该反应能够发生的原因是碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度,反应向溶解度较小的方向进行。(2)从溶液中获取晶体应采取蒸发浓缩、冷却结晶等操作,所以必须操作步骤是BC。(3)氨气被转化为硫酸铵晶体,提供了所需要的氮元素,故A项正确。氨气可以与CO2反应,促进CO2转化为CO32-,而增大CO32-的浓度,故B项正确。氨气参与反应,其物质的量减小,不作催化剂,故C项错误。根据化学方程式可以知道,生产1mol(NH4)2SO4,至少消耗2molNH3,故D项正确。(4)反应发生后,生成碳酸钙和硫酸铵;分离出碳酸钙后,再进行高温煅烧,碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,所以该生产过程中的副产品是氧化钙;该流程
19、中,产生的CO2循环使用,得到的产品和副产品都是有用的物质,无废物产生;缺点是由于硫酸钙的溶解度较小,此生产过程的反应速率较慢,原料的转化率较低,故生产效率比较低。12.(16分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂,主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程:已知:ClO2气体只能保存在浓度较低状态下,以防止爆炸性分解,且需现合成现用。ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。(1)在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后,生成氢气和NaClO3,请写出阳极的电极反应式。(2)生成ClO2气体需要加X酸酸化,X酸可以为。A.盐酸B.稀硫酸C.硝酸D.H2C2O4溶液(
20、3)吸收塔内的温度不能过高的原因为。(4)ClO2被S2-还原为ClO2-、Cl-,转化率与溶液pH关系如图。写出pH2时ClO2与S2-反应的离子方程式:。(5)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-a mgL-1,现用ClO2将CN-氧化,生成了两种无毒无害的气体,其离子方程式为;处理100 m3这种污水,至少需要ClO2mol。答案:(1)Cl-+3H2O-6e-ClO3-+6H+(2)B(3)防止H2O2分解(4)2ClO2+5S2-+8H+2Cl-+5S+4H2O(5)2ClO2+2CN-2Cl-+2CO2+N250a13解析:(1
21、)电解池中阳极发生失去电子的氧化反应,即溶液中的氯离子在阳极失去电子生成ClO3-,反应的电极反应式是Cl-+3H2O-6e-ClO3-+6H+。(2)由于ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在,所以只能在酸性环境中存在。在酸性条件下,氯酸钠容易和盐酸、H2C2O4发生氧化还原反应,而硝酸具有强氧化性,所以X是稀硫酸。(3)H2O2不稳定,温度过高,H2O2容易分解,吸收塔的温度不能过高,其目的是防止H2O2分解。(4)根据图像可知,pH2时ClO2被还原为Cl-,所以该反应的离子方程式是2ClO2+5S2-+8H+2Cl-+5S+4H2O。(5)ClO2将CN-氧化,生成了两种无毒无害的气体,按照氧化还原反应规律与元素组成,气体应是CO2与N2,其离子反应方程式为2ClO2+2CN-2Cl-+2CO2+N2,根据离子方程式n(ClO2)n(CN-)=11,n(CN-)=n(ClO2)=100a26mol=50a13mol。