全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素典型例题.pdf

1 (每日一练每日一练)全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素典型例全国通用版高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素典型例题题 填空题 1、某工厂使用的煤中硫的质量分数为 0.64%，该工厂每天燃烧这种煤 100 t，试计算：(1)如果煤中的硫全部转化为，该厂每天产生的质量及这些在标准状况下的体积_；(2)如果把产生的全部用来生产硫酸，理论上每年(按 365 天计)可得到 98%的浓硫酸的质量_。答案：(1)1.28106g、4.48105L(2)7.30108g 解析：(1)由煤中硫的质量分数为 0.64%，该工厂每天燃烧这种煤 100 t 可知，若煤中的硫全部转化为二氧化硫，该厂每天产生二氧化硫的质量为64g/mol=1.28106g，标准状况下的体积为22.4L/mol=4.48105L，所以答案是：1.28106g、4.48105L；(2)由硫原子个数守恒可知，若把产生的二氧化硫全部用来生产硫酸，理论上每年可得到 98%的浓硫酸的质量=7.30108g，所以答案是：7.30108g。2、工业上氨气的催化氧化反应的化学方程式_。2SO2SO2SO2SO6100 10 g 0.64%32g/mol6100 10 g 0.64%32g/mol6100 10 g 0.64%98g/mol 36532g/mol98%2 答案：4NH3+5O2催化剂=4NO+6H2O 解析：氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂=4NO+6H2O。3、无机非金属元素在化工生产中扮演着重要的角色，请利用相关知识回答下列问题：工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：(1)在电弧炉中发生的反应需要在高温条件下进行，写出该反应的化学方程式：_。(2)古瓷中所用原料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为+2 价)等，下列关于硅酸铜钡的说法正确的是_。A可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2B性质稳定，不易脱色 Cx=4D易溶解于强酸和强碱 从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。以下是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息。3 (3)铜片与 J 的稀溶液反应的离子方程式为_。(4)DE 的转化为工业制硝酸的基础反应，写出该步反应化学方程式：_。答案：(1)SiO2+2C高温Si+2CO (2)AB(3)3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO +4H2O(4)4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O 解析：(1)在电弧炉中石英砂与焦炭在高温下反应产生粗硅和 CO，根据电子守恒、原子守恒，可得发生的反应的化学方程式为：SiO2+2C高温Si+2CO。(2)A物质用不同形式表示时，元素的原子个数比不变，元素化合价不变，则硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为+2 价)用氧化物形式表示时化学式为BaO CuO 2SiO2，A 正确；B硅酸盐性质稳定，不溶于水，因此使用时不容易脱色，B 正确；4 C根据化合物中正负化合价代数和为 0，可知 O 原子个数为2+2+422=6，C 错误；D该物质是硅酸盐，性质稳定，与强酸、强碱不能发生反应，D 错误；故选 AB。(3)J 中 N 的化合价为+5 价，且 J 属于酸，则 J 为硝酸，稀硝酸和铜反应的离子方程式为：3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO +4H2O。(4)DE 为氨气的催化氧化，该反应的化学方程式为：4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O。4、硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。(1)自然界中有斜方硫和单斜硫，它们的关系是_，二者转化属于_变化。(2)如图中属于酸性氧化物的物质是_(用化学式表示)。(3)不同价态的硫元素可以相互转化，请写出以下转化：反应前后存在 3 种价态的硫元素，写出反应的离子方程式_；反应前后存在 4 种价态的硫元素，写出反应的化学方程式_。(4)如果有反应 Z M，H2S N，M 是下列物质中的_(填字母序号)Q M 5 a Na2SO4 b CuSO4 c FeSO4 d Fe2(SO4)3 写出 H2S 生成 N 的离子方程式为_；Q 可以是_(用化学式表示，写出至少 3 类物质)。答案：(1)同素异形体 化学(2)SO2、SO3(3)3S+6OH-2S2-+3H2O H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O(4)b Cu2+H2S=CuS+2H+Cu、CuO、Cu(OH)2 解析：(1)斜方硫和单斜硫的 S 元素的不同性质的单质，二者互为同素异形体；由于它们是两种不同的物质，因此二者的转化为化学变化；(2)根据图示可知 X、Y 是 S 是氧化物，根据元素化合价的高低可知：X 是+4 价 SO2，Y 是+6 价 SO3；(3)不同价态的硫元素可以相互转化。若是反应前后存在 3 种价态的硫元素，可以为 S 与 NaOH 溶液在加热时反应产生 Na2S、Na2SO3、H2O，该反应的离子方程式为：3S+6OH-2S2-+3H2O；若是反应前后存在 4 种价态的硫元素，可以为 H2S 与浓硫酸混合加热，发生反应，产生 S、SO2、H2O，该反应的化学方程式：H2S+H2SO4(浓)S+SO2+2H2O；(4)根据物质转化关系，结合物质的性质可知 Z 是 H2SO4，浓硫酸与 Cu 在加热时反应产生 CuSO4；可以是稀硫酸与CuO 或 Cu(OH)2反应产生 CuSO4。故 Q 可以是 Cu、CuO、或 Cu(OH)2，Z、Q 反应产生 M 是 CuSO4，故合理选项是 b；由于 CuS 是黑色既不溶于水，也不溶于酸的物质，所以 CuSO4与 H2S 发生复分解反应产生 N 是 CuS，同 23SO 23SO 6 时产生 H2SO4。则 CuSO4与 H2S 发生复分解反应产生 CuS 的离子方程式为：Cu2+H2S=CuS+2H+。5、“价类二维”和“性质决定用途”是化学学科的两种重要思维方式。I.利用“价类二维”的思维方式可以学习和预测物质的性质。下图是硫元素的价类二维图。(1)根据“价类二维图”预测，下列物质能与 X 反应，但不属于氧化还原反应的是_(填序号)。NaOH 溶液 KMnO4溶液 H2S Na2SO3溶液(2)Na2SO3溶液长期放置容易变质，原因为_(用化学方程式表示)。II.利用物质的有关性质可以解释其用途。(3)金属钠可用作强除水剂，反应的离子方程式为_。(4)小苏打可用于中和过多的胃酸，反应的离子方程式为_。(5)NaOH 和铝粉为固体管道疏通剂的主要成分，其工作原理为铝和 NaOH 遇水反应放出大量的热，加快 NaOH对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生H2增加管道内的气压，利于疏通。铝和 NaOH 遇水反应的化学方程式为_。答案：(1)(2)2Na2SO3+O2=2Na2SO4(3)2Na+2H2O=2Na+2OH+H2(4)HCO3+H+=H2O+CO2 7 (5)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 解析：(1)X 是+4 价的 S 元素的氧化物，X 为 SO2。SO2与 NaOH 溶液反应产生 Na2SO3、H2O，反应过程中元素化合价不变，因此反应不属于氧化还原反应，符合题意；SO2与 KMnO4酸性溶液会发生氧化还原反应产生 H2SO4、K2SO4、MnSO4、H2O，反应过程中元素化合价发生变化，因此反应属于氧化还原反应，不符合题意；SO2与 H2S 反应产生 S、H2O，反应过程中元素化合价发生变化，因此反应属于氧化还原反应，不符合题意；SO2与 Na2SO3溶液反应产生 NaHSO3，反应过程中元素化合价不变，因此反应不属于氧化还原反应，符合题意；故合理选项是；(2)Na2SO3中 S 元素为+4 价，具有强的还原性，会被溶解在溶液中的 O2 氧化产生 Na2SO4，反应的化学方程式为：2Na2SO3+O2=2Na2SO4；(3)Na 性质活泼，与水反应产生 NaOH、H2，反应的离子方程式为：2Na+2H2O=2Na+2OH+H2；(4)NaHCO3与胃酸(HCl)反应产生 NaCl、H2O、CO2，反应的离子方程式为：HCO3+H+=H2O+CO2；(5)NaOH 和铝粉为固体管道疏通剂的主要成分，其工作原理为铝和 NaOH 遇水反应放出大量的热，加快 NaOH 对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生 H2增加管道内的气压，利于疏通。铝和 NaOH 遇水反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。8