天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练5常见非金属及其重要化合物含解析

天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练5常见非金属及其重要化合物含解析

专题能力训练五　常见非金属及其重要化合物 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)‎ ‎1.下列关于Cl、N、S等非金属元素单质及其化合物的说法正确的是(　　)‎ A.漂白粉变质后的残留固体有碳酸钙 B.实验室可用浓硫酸干燥硫化氢 C.将稀氨水滴到氢氧化钠溶液中可以制取氨气 D.氯气、硫与铁反应生成的产物中,铁的化合价相同 答案:A 解析:漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,有效成分为次氯酸钙,变质时发生反应Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,变质后的残留固体有碳酸钙,A项正确;硫化氢具有还原性,能被浓硫酸氧化,不能用浓硫酸干燥,B项错误;氢氧化钠固体具有吸水性,溶于水放出热量,而氨水易挥发,当浓氨水滴到氢氧化钠固体上时生成氨气,并且能够节约氨水的用量,C项错误;氯气具有强氧化性,与铁反应生成三氯化铁,硫的氧化性较弱,与铁反应生成硫化亚铁,所以铁的化合价不同,D项错误。‎ ‎2.下列实验过程中,始终无明显现象的是(　　)‎ A.NO2通入FeSO4溶液中 B.CO2通入CaCl2溶液中 C.NH3通入AgNO3溶液中 D.SO2通入Ba(NO3)2溶液中 答案:B 解析:A项,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸氧化Fe2+,溶液从浅绿色变为棕黄色;B项,二氧化碳与氯化钙不反应,没有明显现象;C项,氨气通到硝酸银溶液中先生成氢氧化银沉淀,继续通入NH3沉淀溶解;D项,二氧化硫通入水中形成亚硫酸,在酸性条件下NO‎3‎‎-‎氧化亚硫酸生成硫酸,进而生成硫酸钡白色沉淀。‎ ‎3.(2019福建龙海二中高三模拟)已知某物质X能发生如下转化:‎ XYZW 下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是(　　)‎ A.若X为N2或NH3,则W为硝酸 B.若X为S或H2S,则W为硫酸 C.若X为非金属单质或非金属氢化物,则W不一定能与金属铜反应生成Y D.反应①和②一定为氧化还原反应,反应③一定为非氧化还原反应 答案:D 解析:若X为N2或NH3,被氧气氧化为NO,进一步氧化为NO2,再与水反应生成硝酸,则W为硝酸,A项正确;若X为S或H2S,被氧气氧化为SO2,进一步氧化为SO3,再与水反应生成硫酸,则W为硫酸,B项正确;若X为N2或NH3,浓硝酸与铜反应生成Z(即NO2),C项正确;NO2与水的反应为氧化还原反应,D项错误。‎ ‎4.将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀硝酸中恰好完全反应,固体完全溶解时收集到NO气体0.896 L(标准状况),向反应后的溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全,则形成沉淀质量为(　　)‎ A.(m+2.28) g B.(m+2.04) g C.(m+3.32) g D.(m+4.34) g - 6 -‎ 答案:B 解析:利用守恒法解答。当金属离子恰好沉淀时,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-),守恒的巧妙之处在于,n(OH-)=n(金属失电子)=n(NO得到的电子)=3×‎0.896L‎22.4L·mol‎-1‎=0.12mol,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=mg+0.12×17g=(m+2.04)g,B项正确。‎ ‎5.某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是(　　)‎ A.有SO2、O2和NO B.没有Cl2、O2和NO2‎ C.可能有Cl2和O2‎ D.只有NO 答案:B 解析:气体无色说明无Cl2、NO2;使品红褪色,说明有SO2;通入空气变红棕色,说明有NO,无O2。‎ ‎6.下列反应的离子方程式书写不正确的是(　　)‎ A.向Ca(ClO)2溶液中通入过量的SO2气体:Ca2++2ClO-+2SO2+2H2OCaSO4↓+SO‎4‎‎2-‎+2Cl-+4H+‎ B.向AlCl3溶液中加入NaHCO3溶液:Al3++3HCO‎3‎‎-‎Al(OH)3↓+3CO2↑‎ C.向含有1 mol FeI2的溶液中通入标准状况下22.4 L Cl2:2I-+Cl2I2+2Cl-‎ D.向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入足量NaOH溶液:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓‎ 答案:D 解析:向Ca(ClO)2溶液中通入过量的SO2气体发生氧化还原反应,1molCa(ClO)2可将2molSO2氧化,同时生成微溶物CaSO4,A项离子方程式正确;向AlCl3溶液中加入NaHCO3溶液,Al3+和HCO‎3‎‎-‎发生相互促进的水解反应,B项离子方程式正确;还原性:I->Fe2+,向含有1molFeI2的溶液中通入标准状况下22.4L(1mol)Cl2,只有I-被氧化,C项离子方程式正确;向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入足量NaOH溶液,NH‎4‎‎+‎也与OH-发生反应,D项离子方程式不正确。‎ ‎7.向含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入过量的氯气,溶液中四种离子的物质的量变化如图所示,已知b-a=5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法正确的是(　　)‎ A.线段Ⅱ表示Br-的变化情况 B.原溶液中n(FeI2)∶n(FeBr2)=3∶1‎ C.根据图像无法计算a的值 D.线段Ⅳ表示IO‎3‎‎-‎的变化情况 答案:D 解析:向含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入过量的氯气,依据还原性:I->Fe2+>Br-可知,I-、Fe2+、Br-依次被氧化,则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表I-、Fe2+、Br-的变化情况,A项错误;根据图像横坐标,可以计算出n(I-)=2mol,n(Fe2+)=4mol,根据电荷守恒可知n(Br-)=6mol,Br-消耗3mol氯气,则a=6,原溶液中n(FeI2)∶n(FeBr2)=1∶3,B、C项错误;已知b-a=5,说明在a~b段参与反应的I2与Cl2的物质的量之比为1∶5,线段Ⅳ表示Cl2与I2反应生成的IO‎3‎‎-‎的变化情况,D项正确。‎ 二、非选择题(共3小题,共58分)‎ - 6 -‎ ‎8.(24分)某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。‎ ‎[提出假设]假设1:气体产物只有SO2;假设2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物,设计如图实验装置:一定量的浓硫酸与金属M反应。‎ ‎(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在H装置后面连上一根导管,然后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则证明装置的气密性良好。 ‎ ‎(2)若B瓶里品红溶液褪色,E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显+2价。写出A中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)若假设2正确,则可观察到:装置F硬质玻璃管中　　　　　　　　　　　　;G干燥管里　。 ‎ ‎[实验反思]为了进一步探究金属M成分和气体组分,进行如下实验:称取11.2 g金属M放入装置A中,加入一定量的浓硫酸,反应结束后,金属没有剩余,B瓶里品红溶液褪色,拆下G并称重,G增重0.9 g。‎ ‎(4)为了观察溶液颜色,实验完毕后,需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)将稀释后的溶液分别加入甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加KSCN溶液,溶液变红色;向乙试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,振荡,溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等,则气体成分及物质的量为　　　　　　　。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。‎ 答案:假设2:气体产物有SO2和H2‎ ‎(1)将导管插入盛有水的水槽中,微热烧瓶,若导管口有气泡冒出,停止加热后导管内形成一段稳定的水柱 ‎(2)M+2H2SO4(浓)MSO4+SO2↑+2H2O ‎(3)黑色粉末变成红色　白色粉末变为蓝色 ‎(4)先将烧瓶中混合溶液冷却至室温,再将混合溶液慢慢加入盛水的烧杯中,并不断搅拌 ‎(5)SO2:0.2 mol,H2:0.05 mol ‎4Fe+9H2SO4(浓)2FeSO4+Fe2(SO4)3+4SO2↑+H2↑+8H2O 解析:浓硫酸具有强氧化性,与金属发生氧化还原反应生成二氧化硫气体,但是随着反应的进行,浓硫酸浓度减小,与金属反应就会产生氢气;故假设2:气体产物有SO2和H2。‎ ‎(1)检查题述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在H装置后面连上一根导管,将导管插入盛有水的水槽中,微热烧瓶,若导管口有气泡冒出,停止加热后导管内形成一段稳定的水柱,则证明装置的气密性良好。‎ - 6 -‎ ‎(2)若B瓶里品红溶液褪色,E、F和G中都无明显现象,说明只生成了二氧化硫气体,化学方程式:M+2H2SO4(浓)MSO4+SO2↑+2H2O。‎ ‎(3)若假设2正确,则可观察到:F管中黑色粉末变成红色(氢气还原氧化铜);G干燥管里白色粉末变为蓝色(还原产物水使无水硫酸铜变蓝)。‎ ‎(4)稀释烧瓶里溶液的操作方法:先将烧瓶中混合溶液冷却至室温,再将混合液慢慢加入盛水的烧杯里,并不断搅拌,注意不能用烧瓶进行直接稀释。‎ ‎(5)根据特征反应,该金属是铁,反应后离子是铁离子和亚铁离子,浓度相等,设其物质的量均为x,则56g·mol-1×2x=11.2g,x=0.1mol;G中增重0.9g,对应生成氢气物质的量是0.05mol;反应中金属化合价升高,失电子物质的量=0.1mol×(2+3)=0.5mol,设生成二氧化硫的物质的量为y,得电子物质的量=(0.05×2)mol+2y;得失相等,y=0.2mol;即SO2:0.2mol;H2:0.05mol,n(SO2)∶n(H2)=4∶1,所以化学方程式:4Fe+9H2SO4(浓)2FeSO4+Fe2(SO4)3+4SO2↑+H2↑+8H2O。‎ ‎9.(2018全国Ⅲ)(14分)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:‎ ‎(1)KIO3的化学名称是　　　　　　。 ‎ ‎(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示。‎ ‎“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是　　　　　　。“滤液”中的溶质主要是　　　　　　。“调pH”中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式: 　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为　　　　　,其迁移方向是　　　　　　　　　　　。‎ ‎③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一点)。 ‎ 答案:(1)碘酸钾 ‎(2)加热　KCl　KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)‎ ‎(3)①2H2O+2e-2OH-+H2↑　②K+　由a到b ‎③产生Cl2易污染环境等 解析:(2)温度升高气体溶解度减小;Cl2被逐出,KH(IO3)2结晶析出,“滤液”中溶质主要是KCl;“调pH”目的是生成KIO3,所以选用KOH溶液,发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O(或HIO3+KOHKIO3+H2O)。‎ ‎(3)①阴极区电解质是KOH,被电解的是H2O:2H2O+2e-2OH-+H2↑;‎ - 6 -‎ ‎②电解时,阳离子向阴极区移动,故K+由a向b迁移;‎ ‎③“KClO3氧化法”中产生有毒气体Cl2,易污染环境。‎ ‎10.(20分)亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,过量使用会使人中毒。某兴趣小组进行下面实验探究,查阅资料知道:①HNO2为弱酸,②2NO+Na2O22NaNO2,③2NO2+Na2O22NaNO3,④酸性KMnO4溶液可将NO或NO‎2‎‎-‎氧化为NO‎3‎‎-‎,MnO‎4‎‎-‎被还原成Mn2+。‎ NaNO2的制备方法有如下2种(夹持装置和加热装置已略,气密性已检验)。‎ 制备装置1:‎ 制备装置2:‎ ‎(1)在制备装置1中:‎ ‎①如果没有B装置,C中发生的副反应有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②甲同学检查装置气密性良好后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质;于是在A装置与B装置间增加了　　　　　　　　　装置,改进后提高了NaNO2的纯度。 ‎ ‎③D装置中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在制备装置2中:‎ ‎①B装置的作用是　　　　　。 ‎ ‎②写出A装置中发生反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目。‎ ‎③为避免B中逸出的气体中混有的杂质气体与Na2O2反应,应在B、C装置间增加一个装置,则该装置中盛放的药品名称为　　　　　。 ‎ ‎④实验经改进后制得较纯亚硝酸钠,下列关于亚硝酸钠的说法正确的是　　　。 ‎ A.亚硝酸钠有咸味,可代替食盐食用 B.常温下,0.1 mol·L-1亚硝酸钠溶液pH>7‎ C.0.1 mol·L-1亚硝酸钠溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(NO‎2‎‎-‎)+c(OH-)‎ D.0.1 mol·L-1亚硝酸钠溶液中存在:c(NO‎2‎‎-‎)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)‎ ‎⑤试设计实验检验C装置中NaNO2的存在(写出操作步骤、实验现象和实验结论):‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)①2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2NO+O22NO2‎ ‎②装有水的洗气瓶 ‎③5NO+3MnO‎4‎‎-‎+4H+5NO‎3‎‎-‎+3Mn2++2H2O - 6 -‎ ‎(2)①制取NO　②CO2↑+4NO2↑+2H2O ‎③碱石灰 ‎④BC ‎⑤取少量C装置中的产物置于试管中,加入适量蒸馏水溶解,滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,说明C中产物含有NaNO2‎ 解析:(1)②A、B间加了装有H2O的洗气装置,能有效减少气体中硝酸蒸气和NO2的含量,从而提高NaNO2的纯度。‎ ‎(2)③B中逸出的气体中混有CO2、水蒸气,为了防止CO2、水蒸气与Na2O2反应,应用碱石灰吸收。④NaNO2有毒,A错误;NO‎2‎‎-‎水解显碱性,B正确;C中关系符合电荷守恒,C正确;D中离子浓度大小的正确顺序应为c(Na+)>c(NO‎2‎‎-‎)>c(OH-)>c(H+),D错误。‎ - 6 -‎