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常見非金屬元素及其重要化合物 1．為建設(shè)“藍天常在、青山常在、綠水常在”的美麗中國，2015年4月16日國務(wù)院頒布了《水污染防治行動計劃》。下列做法不利于該目標實現(xiàn)的是(　　) A．推廣使用無磷洗滌劑 B．用O3替代Cl2作飲用水消毒劑 C．用工業(yè)污水直接灌溉農(nóng)田 D．含Cr3＋的廢水用適量石灰處理后排放 答案：C 2．某消毒液的主要成分為NaClO，還含有一定量的NaOH，下列用來解釋事實的方程式中，不合理的是(已知：飽和NaClO溶液的pH約為11)(　　) A．該消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制備： Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O B．該消毒液的pH約為12： ClO－＋H2OHClO＋OH－ C．該消毒液與潔廁靈(主要成分為HCl)混用，產(chǎn)生有毒Cl2： 2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O D．該消毒液加白醋生成HClO，可增強漂白作用：CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－ 解析：A.氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式正確；B.次氯酸鈉中的次氯酸根離子水解，溶液的pH為11，而現(xiàn)在pH＝12，是因為溶液中含有氫氧化鈉，錯誤；C.氯化鈉和次氯酸鈉在酸性環(huán)境中發(fā)生氧化還原反應生成氯氣，氯氣有毒，正確；D.醋酸的酸性比次氯酸強，所以醋酸能與次氯酸鈉反應生成次氯酸，漂白性增強，正確。 6．把一定質(zhì)量的鐵完全溶解于某濃度的硝酸中收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO。向反應后的溶液中加入足量NaOH溶液充分反應，經(jīng)過濾、洗滌后，把所得沉淀加熱至質(zhì)量不再減少為止。得到固體質(zhì)量不可能為(　　) A．18 g　　　　　　　 B．24 g C．30 g D．36 g 解析：根據(jù)題意可知在反應過程中Fe失去的電子與硝酸得到的電子的物質(zhì)的量相等。最后所得到的固體為Fe2O3。n(e－)＝0.3 mol1＋0.2 mol3＝0.9 mol。若Fe全部為＋2價，則n(Fe)＝0.45 mol，根據(jù)Fe元素守恒，m(Fe2O3)＝(0.45 mol2)160 g/mol＝36 g，若Fe全部為＋3價，則n(Fe)＝0.3 mol。m(Fe2O3)＝(0.3 mol2)160 g/mol＝24 g，若Fe被氧化的價態(tài)為＋2、＋3兩種價態(tài)，則最后得到的固體的質(zhì)量在36 g～24 g 之間。因此最后得到固體質(zhì)量不可能為18 g。 答案　B 9．在通風廚中進行下列實驗： 步驟 現(xiàn)象 Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色 Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后，迅速停止 Fe、Cu接觸后，其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡 下列說法不正確的是(　　) A．Ⅰ中氣體由無色變?yōu)榧t棕色的化學方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進一步反應 C．對比Ⅰ、Ⅱ中的現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3 D．針對Ⅲ中的現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計，可判斷Fe是否被氧化 答案　C 10．向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至過量，觀察到產(chǎn)生白色沉淀CuI，溶液變?yōu)樽厣?。再向反應后的混合物中不斷通入SO2氣體，溶液逐漸變成無色。下列分析正確的是(　　) A．上述實驗條件下，物質(zhì)的氧化性：Cu2＋＞I2＞SO2 B．通入SO2時，SO2與I2反應，I2作還原劑 C．通入SO2后溶液逐漸變成無色，體現(xiàn)了SO2的漂白性 D．滴加KI溶液時，轉(zhuǎn)移2 mol e－時生成1 mol白色沉淀 解析　由題給條件，可推出發(fā)生反應：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2；SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－。根據(jù)在同一個反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物，氧化劑的氧化性強于還原劑，知物質(zhì)的氧化性：Cu2＋＞I2，I2＞SO2，故Cu2＋＞I2＞SO2，A選項正確；SO2與I2反應，SO2作還原劑，B選項錯誤；由SO2與I2反應可知，通入SO2后溶液逐漸變成無色，體現(xiàn)了SO2的還原性，C選項錯誤；根據(jù)反應2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2知，轉(zhuǎn)移2 mol e－時生成2 mol白色沉淀，D選項錯誤。 答案　A 11．某同學在常溫下設(shè)計以下實驗流程探究Na2S2O3的化學性質(zhì)。 pH＝8 下列說法正確的是(　　) A．實驗①說明Na2S2O3溶液中水電離的c(OH－)＝10－8 molL－1 B．Na2S2O3溶液pH＝8的原因用離子方程式表示為S2O＋2H2OH2S2O3＋2OH－ C．生成的沉淀B可能是BaSO3或BaSO4，要進一步確認還需加入稀硝酸驗證 D．實驗②說明Na2S2O3具有還原性 解析　Na2S2O3溶液的pH＝8，說明S2O水解，水的電離受到促進，由水電離的c(OH－)＝110－6 molL－1，A項錯誤；S2O水解是分步進行的，B項錯誤；因為氯水具有強氧化性，與Na2S2O3發(fā)生氧化還原反應，且氯水足量，故白色沉淀B中一定沒有BaSO3，只有BaSO4，故C項錯誤；D項正確。 答案　C 14.二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反應中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用進行的判斷，其中正確的是 （　　） ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ②SiO2＋2CSi＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ ⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑ a.反應①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃 b.反應②中表現(xiàn)了SiO2的氧化性 c.反應③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性 d.反應④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性酸酐的道理 e.反應⑤中SiO2未參加氧化還原反應 A.ace B.bde C.cde D.ab 答案　B 15.二氧化硅（SiO2）又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料，硅及其化合物的轉(zhuǎn)化見下圖。下列說法中正確的是（　?。? A.SiO2既能與HF反應，又能與NaOH反應，屬于兩性氧化物 B.SiO2和Si都是光導纖維材料 C.在硅膠中加入CoCl2可顯示硅膠吸水是否失效。 D.圖中所示轉(zhuǎn)化反應都是非氧化還原反應 答案　C 16.甲是一種常見的單質(zhì)，乙、丙為中學常見的化合物，甲、乙、丙均含有元素X。它們有如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物及反應條件已略去），下列判斷正確的是（　?。? A.X元素可能為Al B.X元素不一定為非金屬元素 C.反應①和②互為可逆反應 D.反應①和②一定為氧化還原反應 解析　單質(zhì)甲與OH－反應生成化合物乙、丙，發(fā)生歧化反應；乙、丙在酸性條件下生成單質(zhì)甲，發(fā)生歸中反應，說明元素X既有正價，又有負價，為非金屬元素，兩個反應均為氧化還原反應，如Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，則A、B項錯誤。C項，可逆反應為同一條件下同時發(fā)生，兩個反應不是同一條件下同時發(fā)生，錯誤。 答案　A 21．向CuSO4溶液中逐滴加入 KI溶液至過量，觀察到產(chǎn)生白色沉淀CuI，溶液變?yōu)樽厣?。再向反應后的混合物中不斷通?SO2氣體，溶液逐漸變成無色。下列分析正確的是(　　) A．滴加KI溶液時，轉(zhuǎn)移2 mol e－時生成 1 mol白色沉淀 B．通入SO2后溶液逐漸變成無色，體現(xiàn)了 SO2的漂白性 C．通入SO2時，SO2與I2反應，I2作還原劑 D．上述實驗條件下，物質(zhì)的氧化性：Cu2＋>I2>SO2 答案　D 22時都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應產(chǎn)物及反應所需的條件均已略去)，當X是強堿時，過量的B跟Cl2反應除生成C外，還生成另一產(chǎn)物鹽酸鹽。 E 下列說法中不正確的是(　　) A．當X是強酸時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4 B．當X是強堿時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是HNO3 C．B和Cl2的反應是氧化還原反應 D．當X是強酸時，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì) 解析　根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷B只能是H2S或NH3，且當X為強酸時，B為H2S，當X為強堿時，B為NH3，當X是強酸時，C是硫，但常溫下硫為固體，所以D項錯誤。 答案　B 27．下列實驗中，實驗操作能達到實驗目的的是(　　) 選項 實驗操作 實驗目的 A 將熾熱的木炭與濃硝酸混合所得氣體通入澄清石灰水中 驗證碳的氧化產(chǎn)物為CO2 B 向飽和Na2CO3溶液中通入CO2 探究Na2CO3和NaHCO3溶解度相對大小 C 向某溶液中滴加BaCl2溶液和稀硝酸 檢驗原溶液中是否含SO D 向FeCl2溶液通入足量Cl2，充分反應 除去FeCl2溶液中少量的FeCl3 【答案】B　 28．某研究性學習小組的同學為了制取NO并探究其性質(zhì)，進行了如下實驗。 圖甲　　　　　　　圖乙 試回答下列問題： (1)某同學用圖甲裝置進行實驗，收集到無色氣體，由此確定銅和稀硝酸反應生成NO氣體。該同學的推斷不合理的理由是________________________________________________(用化學方程式表示)。 (2)另一名同學設(shè)計了圖乙裝置進行實驗，步驟如下：①在大試管中放入適量石灰石，加入過量稀硝酸；②待石灰石反應完全，將銅絲浸入過量的稀硝酸中；③一段時間后，觀察到大試管中氣體始終為無色，收集反應產(chǎn)生的氣體。其中步驟①的作用是_____________________________________。 (3)當過量的銅與稀硝酸完全反應后，再加入20%的稀硫酸，銅片上又有氣泡產(chǎn)生，稀硫酸的作用是________(填選項編號)，反應的離子方程式__________________________________________________。 a．還原劑 b．氧化劑 c．提供氫離子 d．提供熱能 (4)某些資料認為NO不能與Na2O2反應。有同學提出質(zhì)疑，他認為NO易與O2發(fā)生反應，應該更容易被Na2O2氧化。 查閱資料：a.2NO＋Na2O2===2NaNO2 b．6NaNO2＋3H2SO4(稀)===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O c．酸性條件下，NO能被MnO氧化生成NO 該同學利用圖丙中裝置來探究NO與Na2O2的反應(裝置可重復使用)。 A　 　B　 　C　　　　　D　　　　E ①裝置連接的順序為：A→_______________________________， 裝置E的作用是_____________________________________________。 ②證明D中生成Na2NO2的實驗方法是__________________________。 【答案】　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)石灰石與稀硝酸反應生成的CO2可將裝置中的空氣排出，防止對實驗造成干擾 (3)c　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)①B→C→B→D→E　吸收NO防止污染?、谌⊙b置D中反應后的少量固體于試管中，加入稀硫酸，若產(chǎn)生無色氣體，且該無色氣體在試管口上方變?yōu)榧t棕色，則證明生成了NaNO2 29.某?；瘜W興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應，所用裝置如圖所示(夾持儀器已略去)。 A　　　 B (1)實驗前，應先檢查裝置的________；實驗中產(chǎn)生的尾氣應通入________溶液。 (2)實驗過程中需要配制100 mL 1 molL－1FeCl3溶液，所需要的玻璃儀器有：燒杯、量筒、玻璃棒、______________。 (3)該小組同學向5 mL 1 molL－1FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最終呈淺綠色，再打開分液漏斗活塞，逐滴加入NaOH稀溶液，則試管B中產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是_______________________________________。 (4)該小組同學在(3)中實驗時，發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)闇\綠色需要較長時間，在此期間同學們觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾現(xiàn)象，最終溶液呈淺綠色。 查閱資料：Fe(HSO3)2＋在溶液中呈紅棕色且具有較強的還原性，能被Fe3＋氧化為SO。SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色Fe(HSO3)2＋的原因是________________________________________________； Fe(HSO3)2＋與Fe3＋在溶液中反應的離子方程式是___________________________________________。 (5)若實驗中用5 mL一定濃度的濃H2SO4與適量Cu片充分反應，實驗結(jié)束后，測得產(chǎn)生SO2的體積在標準狀況下為672 mL，向已冷卻的A試管溶液中加入4 molL－1的NaOH溶液30 mL時，恰好使Cu2＋完全沉淀。則所用濃H2SO4的濃度為________。(忽略過程中溶液的體積變化) 【答案】　(1)氣密性　NaOH (2)100 mL容量瓶、膠頭滴管 (3)先無現(xiàn)象，后生成白色沉淀 (4)Fe3＋與亞硫酸電離出的HSO結(jié)合生成Fe(HSO3)2＋ Fe3＋＋H2O＋Fe(HSO3)2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋ (5)18 molL－1 30．某實驗小組同學探究銅與硝酸的反應。 (1)用濃硝酸和水按照不同體積比配成不同濃度的硝酸，各取10 mL硝酸分別與銅片反應，實驗記錄如下： 序號 濃硝酸與水的體積比 實驗現(xiàn)象 Ⅰ 1∶1 反應速率快，溶液很快變成藍色，銅絲表面有大量氣泡冒出，氣體呈紅棕色 Ⅱ 1∶3 反應速率較快，溶液變成藍色，銅絲表面有大量氣泡冒出，氣體無色 Ⅲ 1∶5 反應速率慢，微熱后速率加快，溶液變成藍色，銅絲表面有氣泡冒出，氣體無色 ①銅與稀硝酸反應的離子方程式為______________；若生成標準狀況下0.56 L NO氣體，反應中被還原的HNO3的質(zhì)量為________g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)。 ②依據(jù)上表，制備NO氣體最適宜的是實驗Ⅱ，理由是_______________________________________。 (2)為防止有毒氣體逸散造成空氣污染，該小組同學改進實驗裝置，如右圖所示(夾持儀器略去)。 用該裝置進行銅與稀硝酸的反應并驗證產(chǎn)生NO氣體的性質(zhì)，實驗步驟如下： Ⅰ.安裝好裝置后，檢查裝置氣密性。 Ⅱ.打開旋塞C，從B管上端加入所選濃度的硝酸，至銅絲下沿(不接觸銅絲)。 Ⅲ.向上移動B管，使A管液面上升至與橡膠塞恰好接觸，關(guān)閉旋塞C，反應開始。 Ⅳ.當液面重新下降至與銅絲脫離接觸時，反應停止。 Ⅴ.打開旋塞C，移動B管，使A中迅速進入少量空氣，關(guān)閉旋塞C，觀察現(xiàn)象。 …… ①步驟Ⅰ中檢查裝置氣密性的操作是：關(guān)閉旋塞C，從B管上端加入水，若觀察到____________________，說明裝置的氣密性良好。 ②步驟Ⅲ操作的目的是_____________________________________________ __________________________________________________________________。 ③為使A管內(nèi)的NO氣體完全被溶液吸收，可進一步采取的操作是__________________，能確定NO完全被溶液吸收的現(xiàn)象是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案　(1)①3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　1.58 ②產(chǎn)物是NO，反應速率較快且不用加熱 (2)①A、B間形成液面差，且保持不變 ②趕走液面上方空氣，防止NO被空氣中的O2氧化，以便觀察生成氣體的顏色 ③重復步驟Ⅴ的操作(合理即可)　再次重復操作后氣體不再變?yōu)榧t棕色 31．某興趣小組探究SO2氣體還原Fe3＋、I2，它們使用的藥品和裝置如圖所示： (1)SO2氣體還原Fe3＋的產(chǎn)物是________________(填離子符號)，參加反應的SO2和Fe3＋的物質(zhì)的量之比是________。 (2)下列實驗方案適用于在實驗室制取所需SO2的是________。 A．Na2SO3溶液與HNO3 B．Na2SO3固體與濃硫酸 C．固體硫在純氧中燃燒 D．銅與熱濃H2SO4 (3)裝置C的作用是__________________________________________________。 (4)若要從A中所得溶液提取晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有________(填序號)。 A．蒸發(fā)皿　　B．石棉網(wǎng)　　C．漏斗　　D．燒杯 E．玻璃棒　　F．坩堝 (5)在上述裝置中通入過量的SO2，為了驗證A中SO2與Fe3＋發(fā)生了氧化還原反應，他們?nèi)中的溶液，分成三份，并設(shè)計了如下實驗： 方案①：往第一份試液中加入酸性KMnO4溶液，紫紅色褪去。 方案②：往第二份試液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。 方案③：往第三份試液中加入用稀鹽酸酸化的BaCl2，產(chǎn)生白色沉淀。 上述方案不合理的是________，原因是________________________________ __________________________________________________________________。 答案　(1)Fe2＋和SO　1∶2　(2)BD　(3)吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣　(4)BF　(5)方案①　SO2也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 32．某化學學習小組為了探究鎂和二氧化硫的反應產(chǎn)物，進行如下實驗： Ⅰ.設(shè)計如圖所示裝置完成鎂和二氧化硫的反應實驗。 (1)實驗室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應制備SO2，利用的是濃硫酸的________(填字母)。 a．強氧化性 b．強酸性 c．脫水性 d．腐蝕性 (2)B裝置中試劑的名稱是________；E裝置的作用是______________________________________ _________________________________________________________________。 (3)有同學認為可以拆去D裝置，你認為________(填“能”或“不能”)拆去D裝置，理由是_______________________________________________________。 Ⅱ.探究燃燒的反應產(chǎn)物 (4)反應后取C裝置中的固體粉末進行如下實驗： 實驗現(xiàn)象：G裝置中產(chǎn)生黑色沉淀，Ⅰ裝置中黑色粉末變紅色，J裝置中白色粉末變藍色。 寫出G裝置中發(fā)生反應的離子方程式：____________________；I、J裝置中的現(xiàn)象說明固體中含有____________________(填化學式)。 (5)取出F裝置燒瓶中的混合物，經(jīng)過濾、干燥得到少量固體粉末，為了探究固體粉末的成分，選擇下列裝置進行實驗： ①氣體從左至右，選擇所需裝置，正確的連接順序為________________(填字母)。 ②能證明固體粉末是硫磺的實驗現(xiàn)象是_____________________________________________。 (6)經(jīng)實驗測定，鎂在二氧化硫中燃燒生成產(chǎn)物有硫化鎂、硫和氧化鎂。如果m(MgO)∶m(MgS)∶m(S)＝20∶7∶4，寫出鎂與SO2在加熱條件下反應的化學方程式：_____________________________。 出反應的化學方程式。 答案　(1)b　(2)濃硫酸　吸收尾氣中的SO2，防止空氣中的CO2與Mg反應　(3)能　D裝置與盛有固體試劑的裝置相連，不會發(fā)生倒吸　(4)Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋　Mg　(5)①d、c、a、b?、谄芳t溶液褪色 (6)5Mg＋2SO24MgO＋MgS＋S