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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題三 元素及其化合物 第十講 非金屬及其化合物題強(qiáng)化訓(xùn)練 1．(xx高考北京卷)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C．含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化 D．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán) 解析：選A。A.N2→NH3過程中氮元素由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年，德國化學(xué)家維勒首次利用無機(jī)物氰酸銨合成了尿素；而含氮的有機(jī)物也可以直接分解為無機(jī)物。D.雷電發(fā)生時(shí)涉及的反應(yīng)有N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3進(jìn)入土壤，與礦物質(zhì)結(jié)合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成氮肥，生物體內(nèi)含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。 2．(xx北京二中期中)下列說法不正確的是(　　) A．水玻璃可用作木材防火劑 B．硅是制造光導(dǎo)纖維的材料 C．硅是制造太陽能電池的常用材料 D．硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 解析：選B。A項(xiàng)，水玻璃不能燃燒，可用作木材防火劑；B項(xiàng)，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料；C項(xiàng)，硅是一種常用的半導(dǎo)體材料，常用于制造太陽能電池；D項(xiàng)，硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素。 3．(xx江西上饒二模)化學(xué)與社會、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境等有密切聯(lián)系。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．PM2.5是指氮、硫的氧化物溶于水形成的酸性液體造成的空氣污染 B．氯氣是塑料、合成橡膠、合成纖維、農(nóng)藥、染料及藥品的重要原料 C．硅陶瓷和碳纖維復(fù)合制成的材料是一種新型無機(jī)非金屬材料 D．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果產(chǎn)生的乙烯以達(dá)到保鮮目的 答案：A 4．(xx高考江蘇卷)下列各組物質(zhì)中，不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是(　　) 　　物質(zhì) 組別　　 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 解析：選B。A.Al與HCl、NaOH溶液都能反應(yīng)生成H2，HCl溶液與NaOH溶液能發(fā)生中和反應(yīng)。 B．NH3與O2在催化劑、高溫條件下反應(yīng)生成NO和H2O；O2與HNO3不能發(fā)生反應(yīng)；NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。 C．SiO2與NaOH溶液、HF溶液分別發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O、SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；NaOH溶液與HF溶液發(fā)生中和反應(yīng)。 D．SO2為酸性氧化物，可與Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成鹽；H2SO3的酸性強(qiáng)于H2CO3，SO2可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2；Ca(OH)2溶液可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CaCO3沉淀。 5．“類比法”是化學(xué)學(xué)習(xí)中的一種常用方法。下列說法正確的是(　　) A．二氧化碳能使漂白粉水溶液先變渾濁后變澄清，二氧化硫也有同樣現(xiàn)象 B．加熱條件下，鈉與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉，鋰與氧氣反應(yīng)也生成過氧化鋰 C．常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化，濃硫酸也能使鐵、鋁鈍化 D．氯氣可置換出碘化鉀溶液中的碘，氟氣也可置換出碘化鉀溶液中的碘 解析：選C。SO2通入漂白粉水溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Ca(ClO)2＋2SO2＋2H2O===CaSO4↓＋2HCl＋H2SO4，溶液變渾濁后不變澄清，A項(xiàng)錯誤；Li與氧氣加熱時(shí)生成Li2O，B項(xiàng)錯誤；常溫下，濃硝酸、濃硫酸均能使鐵、鋁鈍化，C項(xiàng)正確；氟氣能與水發(fā)生置換反應(yīng)生成HF和O2，因此氟氣不能置換出碘化鉀溶液中的碘，D項(xiàng)錯誤。 6．化學(xué)中有許多物質(zhì)之間的反應(yīng)符合下列關(guān)系圖，圖中其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去。 對于上圖的變化下列判斷不正確的是(　　) A．當(dāng)A是正鹽、X是強(qiáng)酸時(shí)，D是酸性氧化物 B．當(dāng)X是強(qiáng)堿溶液時(shí)，B一定是NH3 C．B可能是單質(zhì) D．D可能是一種酸 解析：選B。A項(xiàng)，可以是Na2SH2S―→SO2―→SO3，正確；C項(xiàng)，H2SSSO2SO3，正確；CH3ClCH3OHHCHOHCOOH，則B錯誤，D正確。 7．某同學(xué)仿照“噴泉”實(shí)驗(yàn)的原理，在實(shí)驗(yàn)室中做了一個“噴煙”實(shí)驗(yàn)，如圖所示。他在甲、乙兩個燒瓶中分別充入X、Y兩種無色氣體，在膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)時(shí)將膠頭滴管內(nèi)的液體擠入甲燒瓶內(nèi)，然后打開止水夾，便可以看到甲燒瓶中的導(dǎo)管口噴出白色的煙，同時(shí)甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO這些氣體中的兩種，則下列判斷中，正確的是(　　) A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是CH4 C．X是SO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2 解析：選A。能形成白煙的兩種氣體是氨氣和氯化氫氣體，所以這兩種氣體是氨氣和氯化氫氣體，甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺說明原來氣體溶于水呈堿性，所以X是氨氣，Y是氯化氫。 8．某市對大氣進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機(jī)動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。 請回答下列問題： (1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表： 離子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－ 濃度/molL－1 410－6 610－6 210－5 410－5 310－5 210－5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為________，試樣的pH＝________。 (2)為減少SO2的排放，可采取的措施是洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________。 a．Ca(OH)2 b．CaCl2 c．Na2CO3 d．NaHSO3 (3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化。 目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________。 解析：(1)溶液中NH水解呈酸性。根據(jù)電荷守恒可求得溶液中c(H＋)＝110－4 molL－1，故pH＝4。 (2)SO2是酸性氧化物，能被Ca(OH)2吸收，a正確；亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸，SO2能與碳酸鈉反應(yīng)，生成Na2SO3或NaHSO3，同時(shí)生成CO2，c正確；SO2與CaCl2、NaHSO3不反應(yīng)，b、d錯誤。 (3)CO和NO反應(yīng)生成無污染的N2和CO2，根據(jù)元素守恒用觀察法即可配平。 答案：(1)酸性　4 (2)ac (3)2CO＋2NO2CO2＋N2 9．有報(bào)道稱Co3O4能催化N2O分解，其中Co在元素周期表中屬于鐵系元素，其單質(zhì)及化合物的性質(zhì)與鐵有很多相似之處。 (1)Co3O4中Co的化合價(jià)為________________。 (2)Co3O4能與濃鹽酸反應(yīng)生成黃綠色的氣體，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (3)Co3O4可用Co(OH)2為原料來制備。常溫下，用CoCl2溶液制取Co(OH)2，CoCl2溶液物質(zhì)的量濃度為1 mol/L，若使溶液中的Co2＋完全沉淀(金屬離子濃度為110－5 mol/L時(shí)視為沉淀完全)，則溶液的pH應(yīng)控制在________________。已知常溫下Ksp[Co(OH)2]約為1.010－15。 (4)Co(OH)2在空氣中加熱時(shí)，固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290 ℃時(shí)已完全脫水。通過分析數(shù)據(jù)確定： ①1 000 ℃時(shí)，剩余固體成分為____________(填化學(xué)式)。 ②在350～400 ℃范圍內(nèi)，剩余固體成分為________(填化學(xué)式)。 (5)下列關(guān)于Co3O4催化N2O分解的說法正確的是____________。 A．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的ΔH增大 B．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的ΔH減小 C．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的速率加快，但ΔH不變 D．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的途徑改變，降低了反應(yīng)所需能量 E．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的途徑改變，增加了反應(yīng)所需能量 解析：(1)根據(jù)“Co在元素周期表中屬于鐵系元素，其單質(zhì)及化合物的性質(zhì)與鐵有很多相似之處”，遷移Fe3O4中鐵的化合價(jià)，可知Co3O4中Co的化合價(jià)為＋2和＋3。(2)根據(jù)題意可知，Co3O4中＋3價(jià)Co被還原為＋2價(jià)，而部分HCl中－1價(jià)Cl被氧化為Cl2，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平方程式即可。(3)Co2＋恰好完全沉淀時(shí)c(OH－)＝＝ molL－1＝10－5 molL－1，c(H＋)＝＝10－9 molL－1，pH＝9，因此要使Co2＋完全沉淀，溶液的pH≥9。(4)假設(shè)對1 mol Co(OH)2(93 g)加熱。①根據(jù)圖中1 000 ℃數(shù)據(jù)計(jì)算，剩余固體的質(zhì)量為93 g80.65%＝75 g，可知此時(shí)剩余固體成分為CoO(其摩爾質(zhì)量為75 gmol－1)。②290 ℃時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為93 g89.25%＝83 g，則此時(shí)剩余固體為0.5 mol Co2O3(其摩爾質(zhì)量為166 gmol－1)；500 ℃時(shí)剩余固體的質(zhì)量為93 g86.38%＝80.3 g，則此時(shí)剩余固體為 mol Co3O4(其摩爾質(zhì)量為241 gmol－1)；故350～400 ℃時(shí)，剩余固體為Co2O3和Co3O4。(5)催化劑可加快反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱；催化劑使反應(yīng)途徑改變，降低了活化能，從而可降低反應(yīng)所需能量。 答案：(1)＋2、＋3 (2)Co3O4＋8HCl(濃)===3CoCl2＋Cl2↑＋4H2O (3)pH≥9 (4)①CoO?、贑o2O3，Co3O4 (5)CD 10．(xx北京朝陽一模)Cl2、漂白液(有效成分為NaClO)在生產(chǎn)、生活中廣泛用于殺菌、消毒。 (1)電解NaCl溶液生成Cl2的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Cl2溶于H2O、NaOH溶液即獲得氯水、漂白液。 ①干燥的氯氣不能漂白物質(zhì)，但氯水卻有漂白作用，說明起漂白作用的物質(zhì)是________。 ②25 ℃時(shí)，Cl2與H2O、NaOH的反應(yīng)如下： 反應(yīng)Ⅰ Cl2＋H2OCl－＋H＋＋HClO　K1＝4.510－4 反應(yīng)Ⅱ Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O　K2＝7.51015 不直接使用氯水而使用漂白液作消毒劑的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)家庭使用漂白液時(shí)，不宜直接接觸鐵制品，漂白液腐蝕鐵的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，ClO－發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 (4)研究漂白液的穩(wěn)定性對其生產(chǎn)和保存有實(shí)際意義。30 ℃時(shí)，pH＝11的漂白液中NaClO的質(zhì)量百分含量隨時(shí)間變化如下： ①分解速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)的大小關(guān)系是________，原因是________________________________________________________________________。 ②NaClO分解的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 ③4～8 d期間，Ⅰ中v(NaClO)＝________mol/(Ld)(常溫下漂白液的密度約為1 g/cm3，且變化忽略不計(jì))。 解析：(3)鐵遇漂白液發(fā)生電化學(xué)腐蝕，實(shí)質(zhì)是ClO－將Fe氧化，本身被還原為Cl－，據(jù)此可寫出電極反應(yīng)式。 (4)①據(jù)圖可知NaClO的起始含量Ⅰ>Ⅱ，NaClO的濃度越高，其分解速率越大，因此v(Ⅰ)>v(Ⅱ)。②NaClO分解的化學(xué)方程式可從以下兩個反應(yīng)分析得出：NaClO＋H2OHClO＋NaOH,2HClO===2HCl＋O2↑。③設(shè)溶液的體積為1 L,4～8 d期間，Ⅰ中v(NaClO)＝(6.5%－5.1%)1 g/cm3103cm374.5 g/mol1 L4 d≈0.047 mol/(Ld)。 答案：(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ (2)①HClO?、贙2>K1，反應(yīng)Ⅱ的有效成分比反應(yīng)Ⅰ的有效成分多，Cl2最終轉(zhuǎn)化為HClO更充分；次氯酸鈉比次氯酸更穩(wěn)定 (3)ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ (4)①v(Ⅰ)>v(Ⅱ)　在相同的條件下，NaClO的濃度越高其分解速率越大 ②2NaClO2NaCl＋O2↑ ③0.047 11．(xx高考安徽卷)某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 molL－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設(shè)： 假設(shè)一：溶液中的NO 假設(shè)二：溶液中溶解的O2 (1)驗(yàn)證假設(shè)一 該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一。請?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________________________________________ 假設(shè)一成立 實(shí)驗(yàn)2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL－1 Ba(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 _______________________________________ , (2)為深入研究該反應(yīng)，該小組還測得上述兩個實(shí)驗(yàn)中溶液pH隨通入SO2體積的變化曲線如右圖。 實(shí)驗(yàn)1中溶液pH變小的原因是__________________________；V1時(shí)，實(shí)驗(yàn)2中溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1的原因是(用離子方程式表示)____________________________。 (3)驗(yàn)證假設(shè)二 請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二，寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 (4)若假設(shè)二成立，請預(yù)測：在相同條件下，分別用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計(jì))，充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者_(dá)_______(填“大于”或“小于”)后者，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)實(shí)驗(yàn)1中溶液和實(shí)驗(yàn)2中溶液的唯一區(qū)別就是一個含有Cl－，一個含有NO，故可通過實(shí)驗(yàn)1未生成白色沉淀，而實(shí)驗(yàn)2生成白色沉淀來證明假設(shè)一正確。 (2)SO2溶于水得到中強(qiáng)酸H2SO3，故使得溶液的pH減小。在實(shí)驗(yàn)2中，NO將SO2氧化成SO，自身被還原為NO，同時(shí)有H＋生成，故溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1。 (3)在驗(yàn)證假設(shè)二時(shí)，應(yīng)使用不含NO的鋇鹽，如BaCl2，可以向含有O2的BaCl2溶液中緩慢通入SO2，若有白色沉淀生成，則證明假設(shè)二成立。 (4)O2和KNO3分別與H2SO3反應(yīng)的離子方程式為O2＋2H2SO3===4H＋＋2SO、3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O，故相同的H2SO3溶液被O2氧化后溶液的pH較小。 答案：(1)無明顯現(xiàn)象　有白色沉淀 (2)SO2溶于水生成H2SO3　3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋(或3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O) (3)實(shí)驗(yàn)1作為參照實(shí)驗(yàn)； 實(shí)驗(yàn)3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立。 (4)小于　反應(yīng)的離子方程式表明，足量的O2和NO分別氧化相同的H2SO3，生成H＋的物質(zhì)的量前者多于后者 (本題部分小題屬于開放性題，答案合理即可)