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莲山课件 w w
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专题突破练(十一) 非金属及其化合物
1.非金属元素的一些氧化物会导致环境污染,以下非金属元素的氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(  )

选项 氧化物 环境问题 主要来源
A CO2 酸雨 化石燃料的燃烧
B SO2 光化学烟雾 工厂废气的排放
C NO2 温室效应 汽车尾气的排放
D CO CO中毒 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
解析: CO2导致温室效应,NO2引起光化学烟雾,SO2能引起酸雨。
答案: D
2.下列化学方程式(含相关条件)与实际化工生产功能相符合的是(  )
A.工业上最重要的“人工固氮”反应:N2+3H2 高温、高压催化剂2NH3
B.工业法合成盐酸:H2+Cl2=====光照2HCl
C.工业上获取NaCl:2Na+Cl2=====点燃2NaCl
D.氯碱工业:2NaCl+2H2O=====△2NaOH+H2↑+Cl2↑
解析: B项,工业法合成盐酸,应在点燃条件下生成HCl;C项,工业上获取NaCl,应利用海水蒸发结晶;D项,氯碱工业的条件为电解。
答案: A
3.NO2、SO2、CO都是大气污染物。下列说法正确的是(  )
A.NO2、SO2都是酸性氧化物
B.NO2、SO2可以回收,分别作为制备硝酸、硫酸的原料气,CO可回收作为燃料气
C.三者均可以用其组成元素的单质化合而成
D.三种污染性气体都可以用碱液吸收
解析: NO2与水反应除生成HNO3外,还生成NO,故NO2不是酸性氧化物,A错;氮气与氧气化合先生成NO,不能直接生成NO2,C错;CO与碱不反应,D错。
答案: B
4.(2017•河南豫南九校联考)美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫热化学循环是由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如下图所示),下列有关说法正确的是    (  )
 
A.设计该循环是为了制取能源气体O2
B.整个循环过程中产生1 mol O2的同时产生44.8 L H2
C.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应   
D.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
解析: A项,O2不是能源气体,A错误;B项,没有说明气体所处的温度和压强,不能确定气体的体积,B错误;C项,都有化合价变化,均为氧化还原反应,C正确;D项,反应Ⅱ是H2SO4分解生成O2、SO2、H2O,不能在常温常压下进行,D错误。
答案: C
5.下列实验装置设计不正确或者不能达到实验目的的是(  )
 
A.用图1装置干燥SO2
B.用图2装置制取少量氢氧化铝
C.用图3装置验证HCl的溶解性
D.用图4装置制取干燥的NH3
解析: NH3的密度比空气的密度小,应用向下排空气法收集。
答案: D
6.(2017•湖南六校联盟联考)海洋是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是(  )
 
A.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
B.工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂
C.第②步的反应条件是:在空气中直接加热
D.第③步到第⑤步的目的是富集溴元素
解析: 粗盐中含有Ca2+、SO2-4等杂质离子,故先除杂得到NaCl和KCl的混合溶液,而NaCl的溶解度随温度变化不大,故采用重结晶可以得到较纯净的NaCl,A项正确。用石灰乳沉淀海水中的Mg2+可降低生产成本,B项正确。由MgCl2•6H2O制备无水MgCl2须在HCl气氛中进行,以抑制Mg2+水解,C项错误。③④⑤是为了富集Br2,D项正确。
答案: C
7.(2017•西安八校联考)下列化学实验事实及其结论都正确的是(  )

选项 实验事实 结论
A 将SO2通入含HClO的溶液中生成H2SO4 HClO酸性比H2SO4强
B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔表面氧化铝熔点高于铝
C SiO2可以与NaOH溶液及HF溶液反应 SiO2属于两性氧化物
D 将SO2通入溴水中,溴水褪色 SO2具有漂白性
解析: 铝箔表面的氧化铝熔点高于铝,故铝箔加热熔化但不滴落,B项正确;将SO2通入含HClO的溶液中生成H2SO4,是因为HClO具有氧化性,A项错误;SiO2属于酸性氧化物,C项错误;将SO2通入溴水中,溴水褪色是因为发生反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,说明SO2具有还原性,D项错误。
答案: B
8.(2017•大连双基测试)有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:

(1)a和b混合 气体变红棕色
(2)c和d混合 产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中 溴水都变成无色透明液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中 都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e依次可能是(  )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2  B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2    D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
解析: (1)a和b混合,气体变成红棕色,则a和b分别是NO与O2的某一种气体;(4)b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀,则b是氧气,a是NO;由(2)和(3),c、d混合产生白烟,c通入溴水中变成无色透明的液体,则c是NH3,d是HCl;e通入溴水中,溴水变成无色透明的液体,结合e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,可知e为SO2,则a是NO,b是O2,c是NH3,d是HCl,e是SO2。
答案: C
9.(2017•湖南十三校联考)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是(  )
 
A.a—b—c—d—e—i—h—f  B.a—e—d—c—b—h—i—g
C.a—d—e—c—b—h—i—g  D.a—c—b—d—e—h—i—f
解析: 装置连接顺序:制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、制备目标产物、尾气处理,注意洗气瓶中导管为“长进短出”。
答案: B
10.(2017•郑州预测)下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是(  )

选项 试剂 试纸或试液 现象 结论
A 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性
B 浓盐酸、浓硫酸 湿润蓝色石蕊试纸 变红色 HCl为酸性气体
C 浓盐酸、二氧化锰 湿润淀粉碘化钾试纸 变蓝色 Cl2具有氧化性
D 浓氨水、生石灰 湿润红色石蕊试纸 变蓝色 NH3为碱性气体
解析: SO2使品红试液褪色是由于SO2具有漂白性,A项错误;HCl为酸性气体,湿润的蓝色石蕊试纸遇HCl气体变红,B项正确;湿润淀粉KI试纸变蓝,说明Cl2将KI氧化为I2,C项正确;湿润的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝,D项正确。
答案: A
11.化学中有许多物质之间的反应符合下列关系图,图中其他产物及反应所需条件均已略去。
A――→XB――→O2C――→O2D
对于上图的变化下列判断不正确的是(  )
A.当A是正盐、X是强酸时,D是酸性氧化物
B.当X是强碱溶液时,B一定是NH3
C.B可能是单质
D.D可能是一种酸
解析: A项,可以是Na2S――→H2SO4H2S―→SO2―→SO3正确;C项,H2S――→浓H2SO4S――→O2SO2――→O2SO3正确;CH3Cl――→NaOHCH3OH――→O2HCHO――→O2HCOOH,B错误,则D正确。
答案: B
 
12.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份,向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体),向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析错误的是(  )
A.AB段的反应为:Fe+2Fe3+===3Fe2+
B.第二份溶液中最终溶质为FeSO4
C.混合酸中NO-3物质的量为0.4 mol
D.混合酸中H2SO4的浓度为5 mol/L
解析: 由题图可知,OA段发生的反应为:Fe+NO-3+4H+===Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生的反应为:Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段发生的反应为:Fe+2H+===Fe2++H2↑,故A正确;根据题图可知NO-3全部被还原,因为溶液中有硫酸根离子,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故B正确;OA段发生的反应为:Fe+NO-3+4H+===Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部反应,故一份混合液中n(NO-3)=n(Fe)=11.2 g56 g/mol=0.2 mol,则原混合酸中NO-3物质的量为2×0.2 mol=0.4 mol,故C正确;第二份混合液反应消耗22.4 g铁,物质的量为0.4 mol,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根离子守恒,所以每份含硫酸0.4 mol,则原混合酸中H2SO4物质的量为0.4 mol×2=0.8 mol,原混合溶液中硫酸浓度为0.8 mol0.2 L=4 mol/L,故D错误。
答案: D
13.下列框图中A~J分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D,图中有部分生成物未标出。
 
请填写以下空白:
(1)A的化学式为
________________________________________________________________________。
(2)写出反应①、②的化学方程式:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
(3)写出反应③的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出J与F反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在反应④中,当生成标准状况下2.24 L G时,转移电子为 ________mol。
解析: A分解得到等物质的量的B、C、D,A可能为NaHCO3或NH4HCO3,B与Mg反应,B应为CO2,C与Na2O2反应生成G,C可能为H2O,D与G在催化剂存在的条件下反应,D应为NH3,则H为NO,I为NO2,J为HNO3,HNO3与F反应又生成B(CO2)、C(H2O)、I(NO2),则F为C(碳)。
答案: (1)NH4HCO3
(2)①2Mg+CO2=====点燃2MgO+C
②4NH3+5O2=====催化剂△4NO+6H2O
(3)NH+4+HCO-3+2OH-=====△NH3↑+CO2-3+2H2O
(4)C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O
(5)0.2
14.(2017•天津理综,10)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1:生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3===S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4=====硫杆菌2Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是________________________________________________________________________。
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是__________。
 
方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为________。
Ⅱ.SO2的除去
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液 ①SO2②CaONa2SO3溶液
(4)写出过程①的离子方程式:
________________________________________________________________________;
CaO在水中存在如下转化:
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)
从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法2:用氨水除去SO2
(5)已知25 ℃,NH3•H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol•L-1,溶液中的c(OH-)=__________mol•L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol•L-1时,溶液中的c(SO2-3)/c(HSO-3)=____________。
解析: 本题考查化学反应原理,涉及反应条件的选择、氧化还原反应、方程式的书写、化学计算等。
(1)催化剂可降低反应的活化能,大大加快反应速率。
(2)由题图可得使用硫杆菌的最佳条件为30 ℃、pH=2;温度过高易使蛋白质变性而失去活性。
(3)当n(H2O2)/n(H2S)=4时,反应的化学方程式为4H2O2+H2S===H2SO4+4H2O,氧化产物为H2SO4。
(5)由Kb=1.8×10-5=cNH+4•cOH-cNH3•H2O≈c2OH-2.0,得c(OH-)=6.0×10-3 mol•L-1;Ka2=6.2×10-8=cH+•cSO2-3cHSO-3,25 ℃时,c(OH-)=1.0×10-7 mol•L-1的溶液呈中性,则c(H+)=1.0×10-7 mol•L-1,解得c(SO2-3)/c(HSO-3)=0.62。
答案: (1)降低反应活化能(或作催化剂)
(2)30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
(3)H2SO4
(4)2OH-+SO2===SO2-3+H2O SO2-3与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成
(5)6.0×10-3 0.62
15.(2017•全国卷Ⅱ,26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
 
回答下列问题:
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________,还可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是________。沉淀B的主要成分为________、________(写化学式)。
解析: (1)由题意知,水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物,后面操作有加入氨水调节pH=4~5,目的是除去Al元素和Fe元素,而在此pH范围内,Fe元素只有转化为Fe3+才能完全生成沉淀,因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+;还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。
(2)水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物,只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸,所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应,但可溶于氢氟酸中,反应的化学方程式为SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HF===SiF4↑+3H2O)。
(3)盐类水解是吸热反应,升高温度,可防止生成胶体,同时促进溶液中的Al3+、Fe3+水解程度增大而生成沉淀易于除去,加热的同时还可以加快反应速率;生成的沉淀主要为Al(OH)3、Fe(OH)3。
答案: (1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ H2O2
(2)SiO2(或H2SiO3) SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HF===SiF4↑+3H2O)
(3)防止胶体生成,易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3

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