高考化学非金属及其化合物

非金属及其化合物一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )氧化物环境问题主要来源A CO2酸雨化石燃料的燃烧B SO2光化学烟雾汽车尾气的排放C NO2温室效应工厂废气的排放D CO CO中毒燃料的不完全燃烧解析：形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮的氧化物，CO2是造成温室效应的主要气体，引起光化学烟雾的主要气体为NO2，CO会造成煤气中毒，由此判断，选项D正确．答案：D2．C、N、S元素都是生命体的重要组成元素，它们在自然界的平衡已受到较大的破坏．C、N、S元素在地球大气圈、岩石圈、水系、生物圈等的循环过程中会产生的物质是①HNO3②CO2③糖类④CH4⑤SO2 ( )A．②B．②③⑤C．②③④ D．①②③④⑤解析：有机物中的碳可转化为CO2，CO2通过光合作用可转化为糖类，糖类等可通过发酵形成甲烷等；大气中的N2可转化为NO，NO可转化为NO2、硝酸等；含硫物质在自然界中可转化为SO2等含硫化合物．答案：D3．(2012·惠州调研)无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种．将100 mL气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为 ( )A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2解析：因为为无色混合气体，则没有NO2，从反应流程看，气体部分被浓硫酸吸收，说明存在NH3，通过足量的Na2O2后，气体显红棕色，说明生成了NO2，则原来气体中存在NO以及CO2，最后气体被水吸收后几乎无气体剩余，则原气体中没有N2，NO和生成的氧气完全被水吸收生成HNO3，故B项符合题意．答案：B4．有关气体制备所用试剂及检验气体所用试剂完全正确的组合是 ( ) A．CO2：大理石和稀硫酸澄清石灰水B．Cl2：二氧化锰和浓盐酸品红溶液C．O2：二氧化锰和双氧水带火星的木条D．NH3：NH4Cl固体和NaOH固体湿润的红色石蕊试纸解析：A项，大理石与稀H2SO4反应生成微溶性的CaSO4，会使反应逐渐停止；B项，检验Cl2一般用湿润的淀粉­KI试纸，而不用品红溶液；D项，制取NH3应用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体，不能用NaOH 固体，因为NaOH会与玻璃试管的主要成分SiO2发生反应．答案：C5．下列物质必须保存在棕色试剂瓶中的是 ( )①氯水②氨水③浓硝酸④氢氧化钠⑤溴水A．全部 B．①③⑤C．①③ D．①②④解析：见光或受热易分解的物质应放在棕色试剂瓶中．氯水(溴水)中的HClO(HBrO)见光分解为HCl(HBr)和O2.浓硝酸见光分解为NO2、H2O、O2.答案：B6．下列关于用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化的说法中正确的是 ( )A．臭氧和活性炭处理水的原理相同B．由于氯气能和水中的有机物反应，生成有毒含氯化合物，因而不是理想的水处理剂C．广谱高效杀菌剂二氧化氯的消毒原理是ClO2中氯元素显＋1价，具有强氧化性D．漂白粉的保存不需要密封，可以露置在空气中解析：A项中处理水的原理，臭氧是利用其强氧化性，活性炭是利用其吸附性；B正确；C项中ClO2中Cl元素显＋4价，具有强氧化性，D项中漂白粉要密封保存，露置在空气中易失效．答案：B7．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案．下列有关操作不．可能引发喷泉现象的是( )A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析：根据喷泉实验的原理，要发生喷泉现象，必须使烧瓶中压强迅速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯(锥形瓶)中的液体压到烧瓶中产生喷泉现象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强迅速下降，产生喷泉现象，④中HCl和浓氨水反应(首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气)，同样也会导致烧瓶中压强减小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH反应，所以不能发生喷泉现象．答案：B8．某同学为检验某溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作．其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．由该实验能得到的正确结论是A．原溶液中一定含有SO2－4B．原溶液中一定含有NH＋4C．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋解析：所加试剂Ba(NO3)2、HCl干扰离子的检验．SO2－3被氧化为SO2－4，干扰SO2－4的检验，Fe2＋被氧化为Fe3＋，干扰Fe3＋的检验，引入Cl－，干扰Cl－的检验，所以，A、C、D都不正确．最后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH＋4存在，B正确．答案：B9．下列关于实验中颜色变化的叙述正确的是 ( ) A．将二氧化硫通入品红溶液中，溶液显红色，加热后变为无色B．向溶液中加入新制氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则证明溶液中一定含有Fe2＋C．将湿润的红纸条放进盛有氯气的集气瓶中，红纸条褪色D．用标准高锰酸钾溶液滴定Na2SO3溶液，终点时溶液由紫色变为无色解析：A中，SO2遇品红溶液使之褪色，而加热后红色复原；B中，该操作不能排除原溶液中是否含有Fe3＋，正确的操作应该是先滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，再加入新制氯水进行检验；D中，当Na2SO3被消耗完毕时，再滴加高锰酸钾溶液则出现紫色，故终点时的颜色变化是由无色变为紫色．答案：C10．青海昆仑玉被定为2008年北京奥运会奖牌用玉，昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，透闪石(Tremolite)的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2.下列有关说法不．正确的是 ( )A．透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO·5MgO·8SiO2·H2OB．透闪石中Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的1.5倍C．1 mol Ca2Mg5Si8O22(OH)2与足量的盐酸作用，至少需要14 mol HClD．透闪石是一种新型无机非金属材料，难溶于水解析：由透闪石组成知它属于传统的硅酸盐材料，但难溶于水，D错误；依改写规则可判断A正确；透闪石中镁的总式量为120，是钙的1.5倍，B正确；与盐酸作用时，SiO2与盐酸不反应，其他金属元素则转化为金属氯化物，根据氯守恒易知C正确．答案：D11．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )解析：A项，通入NH3后生成了CO2－3，产生CaCO3沉淀；B项，发生反应Na2SiO3＋2CO2(过量)＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓，但H2SiO3不溶于过量CO2的水溶液；C项，发生反应CO2＋H2O＋Ca(ClO)2===CaCO3↓＋2HClO，HClO能使品红溶液褪色；D项，依次发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O.答案：B12．(2012·合肥模拟)如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol/L的HNO3，加热充分反应后，下列粒子在体系中一定大量存在的是 ( )①NO－3②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2A．①B．①⑤C．②④⑤D．①②③⑤解析：若铁粉过量，体系中大量存在NO－3、Fe2＋、NO；若HNO3过量，体系中大量存在NO－3、Fe3＋、H＋、NO2.答案：A13．(2012·南京模拟)X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，则X、W可能是( )①C、O2②AlC l3、NaOH ③Fe、HNO3④S、O2A．①②③ B．①②C．③④ D．①②③④解析：①②③均有如图所示的转化关系，如C―→CO―→CO2；AlCl3―→Al(OH)3―→NaAlO2；Fe―→Fe(NO3)2―→Fe(NO3)3.答案：A14．1.92 g Cu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672 mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为 ( )A．504 mL B．336 mLC．224 mL D．168 mL解析：此题初审发现浓HNO3与Cu反应，产生NO2，当HNO3变稀产生NO，即672 mL气体不知道含NO2、NO各多少毫升，看似无从下手，但抓住反应本质Cu―→Cu2 ＋，NO x＋O2＋H2O―→HNO3即Cu失电子数等于O2得电子数，则有：V(O2)＝1.92 g64 g/mol×2÷4×22400 mL/mol＝336 mL. 答案：B15．(2012·临沂模拟)关于硫酸和硝酸的说法中，下列叙述不．正确的是 ( ) A．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性B．硫酸和硝酸都是重要的化工原料C．在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中，两种酸都表现了强氧化性和酸性D．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性解析：浓硝酸不具有脱水性．答案：D16．下列各组物质中，不．是按(“―→”表示一步完成)关系相互转化的是( )选项 a b cA Fe FeCl3FeCl2B Cl2NaClO NaClC Si SiO2H2SiO3D HNO3NO NO2解析：SiO2不能直接生成H2SiO3，H2SiO3也不能一步直接生成Si.答案：C二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)17．(8分)硅和氮均是自然界含量丰富的元素，其单质及其化合物在环境、能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用．试回答下列问题：(1)向大气中排放NO x可能导致的环境问题有____________________．(答两点)已知足量NaOH溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐．试写出该反应的离子方程式___________________.(2)光导纤维的作用，让人们的生活更加丰富精彩，____________是制备光导纤维的基本原料．(3)氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为__________，可由硅粉(用Al2O3和Y2O3作助剂)在氮气中高温烧结而成，氮气在反应中既是反应物，同时又起了______________作用．由于使用的硅粉表面含二氧化硅，在反应中需加入碳粉．在烧结过程中，二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应生成两种化合物，该反应的化学方程式为___________________________________．(4)硅燃烧放出大量热量，“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源．与“氢能源”比较“硅能源”具有________________________________等更加优越的特点，从而得到全球的关注和期待．解析：(1)氮氧化物会导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等污染，NaOH溶液和NO2反应生成NaNO3和NaNO2；(2)二氧化硅是制备光导纤维的基本原料；(3)二氧化硅、碳、氮气以物质的量之比3∶6∶2反应，生成Si3N4，从原子个数守恒可以看出，另一种产物是一氧化碳．答案：(1)酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏(任两点均可) 2NO 2＋2OH －===NO －3＋NO －2＋H 2O (2)SiO 2(或二氧化硅)(3)Si 3N 4 防止硅和氮化硅氧化(或作保护气) 3SiO 2＋2N 2＋6C=====高温Si 3N 4＋6CO (4)便于储运，比较安全18．(8分)某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a 、b 、c 表示止水夹)．请按要求填空：(1)利用B 装置可制取的气体有____________(写出两种即可)． (2)A 、C 、E 相连后的装置可用于制取Cl 2并进行相关的性质实验．①若在丙中加入适量水，即可制得氯水．将所得氯水分为两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象、结论如下： 实验序号实验操作 现象 结论Ⅰ 将氯水滴入品红溶液溶液褪色氯气与水反应的产物有漂白性 Ⅱ 氯水中加入碳酸氢钠粉末 有无色气泡产生氯气与水反应的产物具有酸性请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由________________ ________________________________________________________________________.②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl －和Br －的还原性强弱(分别指出甲、乙、丙中盛放的试剂、实验现象及结论)__________________________________________________________________________________________________________________.(3)B 、D 、E 装置相连后，在B 中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上)，可制得并进行NO 2有关实验． ①B 中发生反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________.②欲用D装置验证NO2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹________，再打开止水夹________，使烧杯中的水进入试管丁的操作是________________．③试管丁中的NO2与水充分反应后，若向试管内缓缓通入一定量的氧气，直到试管全部充满水，则所得溶液中溶质的物质的量浓度是________(气体按标准状况计算)．解析：(1)装置B是简易启普发生器，可以用它制取块状固体与液体反应，不需要加热且制取的气体是在水溶液中溶解度不大的气体．(2)实验室制取Cl2常用浓盐酸和二氧化锰加热进行，所以制得的气体中混有挥发出来的HCl气体，而它可以与NaHCO3反应，故实验Ⅱ结论不合理．要设计实验验证Cl－和Br－的还原性强弱，可以从Cl2和Br2的氧化性入手借助Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2反应来判断．(3)第①问较为简单，主要考查Cu与浓HNO3反应的化学方程式．第②问，要验证NO2与水反应，必须使NO2和水接触，且有明显的实验现象．先关闭止水夹a、b，打开止水夹c，目的是使气体与水接触，但必须外力引发，其原理和引发喷泉实验的原理相同．第③问计算试管全部充满水后所得溶液的物质的量浓度需按照4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算即可．答案：(1)H2、CO2(2)①实验Ⅰ结论合理，实验Ⅱ结论不合理；制取的氯气中含有HCl气体，HCl溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡②在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液；烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液由无色变为橙色，可证明氯气的氧化性强于溴，则Br－的还原性强于Cl－(3)①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②a、b c 双手紧握(或微热)试管丁，使试管中气体逸出，NO2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流入试管丁中③0.045 mol/L19．(8分)(2012·潍坊质检)已知：A、B为常见的非金属单质且均为气体；甲、乙为金属单质，乙在I 的浓溶液中发生钝化；C、H、J的溶液均呈碱性．各物质间的转化关系如下(部分生成物未给出，且未注明反应条件)：(1)写出反应②的化学方程式_________________________________________________________________________________________________________________.(2)反应④中每消耗1 mol G ，转移电子的物质的量为______________． (3)反应⑥的离子方程式是___________________________________________． (4)实验室中保存I 的方法是____________________________________________．解析：A 、B 为常见的非金属单质且均为气体，A 、B 反应的产物能连续两次与O 2反应，C 必为NH 3，D 为NO ，G 为NO 2.以此为突破口，结合其余信息可推出，A 、B 、E 、H 、J 、I 、甲、乙分别为：H 2、N 2、H 2O 、NaOH 、NaAlO 2、HNO 3、Na 、Al.答案：(1)4NH 3＋5O 2=====催化剂高温4NO ＋6H 2O(“高温”也可写成“△”) (2)23mol (3)2Al ＋2H 2O ＋2OH －===2AlO －2＋3H 2↑ (4)保存在棕色试剂瓶中，放在阴凉处20．(8分)如图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H 2O 已略去)．已知：(a)A 、B 、C 、D 是非金属单质，其中B 、C 、D 在常温常压下是气体． (b)反应①、②是化工生产中的重要反应．(c)化合物E 是形成酸雨的污染物之一，化合物K 是常用的氮肥． (d)化合物L 具有漂白性，可由Cl 2与NaOH 溶液反应而制得． (e)化合物J 由两种元素组成，其相对分子质量为32. 请按要求填空：(1)反应③的化学方程式_______________________________________________． (2)C 的结构式__________________________；H 的化学式____________________． (3)L 的溶液与化合物E 反应的离子方程式：____________________________. (4)化合物J 的化学式____________________．解析：本题的突破口是E.由于B 、C 、D 是非金属单质，且其中A 不是气体，结合“化合物E 是形成酸雨的污染物之一”可推出E 为SO 2，A 为S ，B 为O 2；再根据“反应②是化工生产中的重要反应”及“F――→H 2SO 4 K”，且“K 是常用的氮肥”可推出F 为NH 3，则C 、D 为N 2、H 2；再结合“J――→氧气 C”和“J 由两种元素组成，其相对分子质量为32”，可推出C 只能为N 2，J 为N 2H 4；又根据“L 具有漂白性，可由Cl 2与NaOH 溶液反应而制得”可推出L 为NaClO. 答案：(1)2NH 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4 (2) N≡N (NH 4)2SO 3或NH 4HSO 3 (3)ClO －＋SO 2＋2OH －===Cl －＋SO 2－4＋H 2O (4)N 2H 421．(10分)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ②粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3： Si ＋3HCl =====300℃SiHCl 3＋H 2③SiHCl 3与过量H 2在1000～1100℃反应制得纯硅 已知SiHCl 3能与H 2O 剧烈反应，在空气中易自燃． 请回答下列问题：(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_____________________________．(2)粗硅与HCl 反应完全后，经冷凝得到的SiHCl 3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl 4(沸点57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl 3采用的方法为 ________________________________． (3)用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)：①装置B 中的试剂是________．装置C 中的烧瓶需要加热，其目的是___________________________________．②反应一段时间后，装置D 中观察到的现象是__________________________；装置D 不能采用普通玻璃管的原因是____________________________，装置D 中发生反应的 化学方程式为________________________．③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________________________________．④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________．(填写字母代号)a ．碘水b ．氯水c ．NaOH 溶液d ．KSCN 溶液e ．Na 2SO 3溶液解析：分离沸点不同的液体的方法是分馏；根据题干“SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气中易自燃”可知道H 2的作用之一就是排尽装置内的空气，防止SiHCl 3自燃，而此H 2必须是干燥的，可知B 的作用就是干燥H 2，所以选用浓H 2SO 4.由于通入D 中应是稳定的SiHCl 3与过量H 2的气流，所以C 装置要加热，并且是水浴加热．因D 装置应加热到1000℃～1100℃，用普通玻璃管会软化，必须用石英管．鉴定是否含铁单质，试样用稀盐酸溶解后生成Fe 2＋，如果选用NaOH 溶液，生成的Si 也会溶解，所以考虑转化为Fe 3＋后再检验，故选b 、d.答案：(1)SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑(2)分馏(或蒸馏)(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl 3汽化②有固体物质生成 在此反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl 3＋H 2=====高温Si ＋3HCl③排尽装置中的空气 ④b、d22．(10分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：(1)先关闭活塞a ，将6.4 g 铜片和12 mL 18 mol/L 的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余．再打开活塞a ，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失． ①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式：打开活塞a 之前_____________________________________________________；打开活塞a 之后_______________________________________________________．②B 是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整．(2)实际上，在打开活塞a 之前硫酸仍有剩余．为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：①甲学生设计方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生SO 2的量，再通过计算确定余酸的物质的量．他测定SO 2的方法是将装置A 产生的气体缓缓通过装置D ，从而测出装置A 产生气体的体积(已折算成标准状况)．你认为甲学生设计的实验方案中D 装置中试剂为__________________(填化学式)．②乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制100 mL 溶液，再取20 mL 于锥形瓶中，用________作指示剂，用标准氢氧 化钠溶液进行滴定[已知：Cu(OH)2开始沉淀的pH 约为5]，选择该指示剂的理由为______________________________________ ________________________________________________________________________；再求出余酸的物质的量，若耗去a mol/L 氢氧化钠溶液b mL ，则原余酸的物质的量为________ mol.(用含a 、b 的表达式来表示)解析：(1)①浓硫酸具有强氧化性，加热条件下与Cu 反应，Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ；有O 2存在时，Cu 与稀硫酸发生反应，2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2===2CuSO 4＋2H 2O.②SO 2密度大于空气密度，用向上排空气法收集，所以B 装置中导管长进短出．(2)①用排液体法测气体体积，为了减小误差，气体的溶解度应尽可能的小，选择饱和NaHSO 3溶液．②由于Cu(OH)2开始沉淀的pH 约为5，应选择变色范围接近的指示剂，以减小滴定误差，故选择甲基橙作指示剂．设余酸的物质的量为n ，消耗NaOH 的物质的量为：a mol/L×b ×10－3 L ＝ab ×10－3 molH 2SO 4＋2NaOH===Na 2SO 4＋2H 2O1 2n ×20100ab ×10－3 mol 故n ＝5ab ×10－32mol 即原余酸的物质的量为5ab ×10－32mol. 答案：(1)①Cu＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2===2CuSO 4＋2H 2O②B 装置中导管长进短出(2)①饱和NaHSO 3②甲基橙 因为Cu(OH)2开始沉淀的pH 约为5，若用酚酞作指示剂时溶液中的Cu 2＋会和NaOH 反应，Cu(OH)2的蓝色会干扰滴定终点的正确判断 5ab ×10－32。