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第四章 非金属及其化合物
测评
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14
O—16 Na—23 P—31 S—32 Cl—35.5 Cu—64 Ag—108 Ba—137
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.下列叙述正确的是( )
A.SO2具有还原性,故可作漂白剂
B.Na的金属活动性比Mg强,故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg
C.浓硝酸中HNO3见光会分解,故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色
D.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故在与其他非金属反应的产物中的Fe也显+3价
解析:A项,SO2可作漂白剂是因为SO2可与有色物质结合成不稳定的无色物质,并不是因其具有还原性;B项,金属单质Mg的制取应用电解法;D项,Fe与强氧化剂反应得到的产物中铁元素显+3价,与弱氧化剂反应得到的产物中铁元素显+2价,如Fe与S反应生成FeS。
答案:C
2.下列有关氨水和氯水的说法正确的是( )
A.含有的物质种类相同
B.敞口放置后溶液的pH均可能减小
C.都能与SO2发生氧化还原反应
D.均具有强氧化性
解析:氨水中含有NH3、H2O、NH3·H2O、H+、OH-、N,氯水中含有Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-,A项错误;敞口放置后氯水逐渐变成盐酸,酸性增强,pH减小;氨水中的氨挥发,碱性减弱,pH减小,B项正确;氨水中NH3·H2O与SO2发生复分解反应,氯水中Cl2与SO2发生氧化还原反应,C项错误;氨水不具有强氧化性,D项错误。
答案:B
3.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AlCl3溶液中
D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
解析:A选项,NO2溶于水生成硝酸,具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+(棕黄色)同时放出无色气体NO,NO遇空气变红棕色;B选项,CO2与CaCl2反应,无明显现象;NH3溶于水生成NH3·H2O,显碱性,与Al3+作用产生Al(OH)3沉淀;在酸性条件下,N具有强氧化性,能将SO2氧化成S,S与Ba2+产生BaSO4白色沉淀。
答案:B
4.下列关于物质性质的叙述中正确的是( )
A.Cl2能与金属活动性顺序中大多数金属反应
B.N2是大气中的主要成分之一,雷雨时可直接转化为NO2
C.硫是一种黄色的能溶于水的晶体,既有氧化性又有还原性
D.硅是应用广泛的半导体材料,常温下化学性质活泼
解析:Cl2具有强氧化性,能与金属活动性顺序中大多数金属反应,A项正确;雷雨时N2与O2反应可生成NO,而不是NO2,B项错误;硫不溶于水,C项错误;硅在常温下化学性质不活泼,D项错误。
答案:A
5.下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是( )
A.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
B.1 mol MnO2与含2 mol H2O2的溶液共热
C.常温下1 mol Al投入足量的浓硫酸中
D.常温下1 mol Cu投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
解析:A中随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,根据Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,Cu不能完全溶解;B中MnO2作催化剂;C中铝会钝化;D中随着反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸,但稀硝酸也与铜反应,依Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑,Cu可以完全溶解。
答案:D
6.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴加KSCN溶液
溶液
呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
Al箔插入稀硝酸中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
C
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上
试纸
变蓝色
浓氨水呈碱性
D
滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸
不变蓝
原溶液中无N
解析:稀硝酸与Fe粉反应,首先生成Fe3+,过量的铁将Fe3+还原得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A项错;Al箔能与稀硝酸反应放出NO,B项错;检验溶液中的N,应加入浓NaOH溶液,且需要加热,故无法确定是否含有N,D项错。
答案:C
7.利用下列试剂,选用合适方法鉴别Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaCl四种溶液,最佳试剂组是( )
A.BaCl2、HCl、品红溶液
B.BaCl2、HCl、石蕊溶液
C.AgNO3和HNO3溶液
D.AgNO3和BaCl2溶液
解析:BaSO4、BaSO3、BaCO3均不溶于水,但BaSO3和BaCO3溶于盐酸,并且BaSO3与盐酸反应生成有刺激性气味的SO2气体,而BaCO3与盐酸反应生成无色无味的CO2。
答案:A
8.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是( )
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.盐酸与镁反应生成氢气,故硝酸与镁反应也生成氢气
C.SO2能使品红溶液褪色,故CO2也能使品红溶液褪色
D.常温下浓硫酸能使铁和铝钝化,故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化
解析:A项中CO2无还原性,不能使酸性KMnO4溶液褪色;B项中金属与HNO3反应不产生H2;C项中CO2无漂白性,不能使品红溶液褪色。
答案:D
9.如图装置,将溶液A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为MnO2,C中盛品红溶液,则C中溶液褪色
B.若A为醋酸,B为贝壳,C中盛过量澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛AlCl3溶液,则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D.若A为浓硫酸,B为Na2SO3固体,C中盛石蕊溶液,则C中溶液先变红后褪色
解析:浓盐酸与MnO2反应需要加热,A项错误;Al(OH)3不与弱碱性的氨水反应,C项错误;SO2具有漂白性,但不能使石蕊溶液褪色,D项错误。
答案:B
10.实验是化学研究的基础,关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是( )
A.装置①常用于分离互不相溶的液体混合物
B.装置②可用于吸收HCl气体,并防止倒吸
C.以NH4HCO3为原料,装置③可用于实验室制备少量NH3
D.装置④中b口进气可收集H2、NO等气体
解析:装置①为蒸馏装置,用于分离沸点不同的、互相溶解在一起的液体混合物,A项错误;装置②已将导气管插入H2O中,并不能防止倒吸,B项错误;装置③可使NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O和CO2,而碱石灰可以吸收CO2与H2O,可用于实验室制备少量NH3,C项正确;装置④不能用来收集NO气体,NO在空气中易氧化,D项错误。
答案:C
11.下列说法不正确的是( )
A.活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色,但原理不同
B.非金属氧化物不一定是酸性氧化物,金属氧化物多数是碱性氧化物
C.同温同压下,两份相同质量的铁粉,分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应,产生气体的体积相同
D.将CO2气体通入BaCl2溶液中至饱和未见沉淀生成,继续通入NO2则有沉淀生成
解析:选项A,活性炭能使品红溶液褪色是利用了活性炭的吸附性,SO2能使品红溶液褪色是利用了SO2可与品红生成不稳定的无色物质,Na2O2具有强氧化性,使品红溶液褪色,三者使品红溶液褪色的原理不同;选项B,如NO、CO不是酸性氧化物,大多数金属氧化物是碱性氧化物;选项C,根据反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,同温同压下,等物质的量的Fe参与反应时生成的H2、NO的体积相等;选项D,继续通入NO2,NO2与水反应产生HNO3,但没有沉淀生成。
答案:D
12.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
解析:根据题意可知Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2,所失电子的量与1.68 L O2(标准状况)所得电子的量相等,则n(Cu2+)=2n(O2)=2×=0.15 mol,根据Cu2++2OH-Cu(OH)2↓可知,使所得Cu(NO3)2溶液中Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH的物质的量为0.3 mol,需5 mol·L-1 NaOH溶液的体积为=60 mL。
答案:A
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(12分)A、B、C、D是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(反应条件及部分产物已略去):
(1)若A是一种黄色固体单质,则反应②③的化学方程式分别为 ; 。
(2)若A是一种金属单质,C是淡黄色固体,则反应③的化学方程式为 。
(3)①②③三步反应中,一定属于氧化还原反应的是 (填序号)。
解析:图示中的上述反应就是常见的“连续氧化”。在中学教材中,这样的“连续氧化”有:C(或CH4等)→CO→CO2;Na→Na2O→Na2O2;S(或H2S)→SO2→SO3;N2(或NH3)→NO→NO2等。据此可知:
(1)的路线为:S→SO2→SO3→H2SO4;
(2)的路线为:Na→Na2O→Na2O2→NaOH;
根据上述分析可知,反应①②是单质或化合物被氧气氧化的反应,一定属于氧化还原反应,而③则不一定。
答案:(1)2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)①②
14.(18分)(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸;②稀硫酸;③浓硝酸;④稀硝酸,能随即发生剧烈反应的是(填序号,下同) ,常温下缓慢反应(或微热后能发生剧烈反应)的是 ,常温下不反应,但加热后发生剧烈反应的是 ,加热也不发生反应的是 。由此可以得到上述四种酸氧化性由强到弱的顺序是 。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括 。
A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液中无明显现象
C.通入Y气体后开始沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是 。
A.HNO3的酸性比H2SO4的强
B.盐酸的酸性比H2SO3的强
C.BaSO3能溶于盐酸
D.HNO3能氧化H2SO3(或SO2)
E.BaSO4不溶于水也不溶于HNO3溶液
解析:(2)因为盐酸的酸性比H2SO3的强,所以SO2不与BaCl2反应,即持续通入X气体(SO2)后溶液中无明显现象。NO2与水反应生成HNO3,HNO3氧化H2SO3(或SO2)生成S,所以通入Y气体(NO2)后开始生成沉淀BaSO4。
答案:(1)③ ④ ① ② ③>④>①>②
(2)BC BCDE
15.(12分)有硫酸与硝酸的混合液,取出其中10 mL,加入足量的BaCl2溶液,将生成的沉淀过滤洗涤,干燥称得质量为9.32 g。另取这种溶液10 mL与4 mol·L-1的NaOH溶液25 mL恰好中和。则:
(1)混合液中c(H2SO4)= mol·L-1,c(HNO3)= mol·L-1;
(2)另取10 mL的混合液与0.96 g铜粉共热时,产生气体的体积为 L(标准状况)。
解析:(1)由题意知:
n(H2SO4)=n(BaSO4)==0.04 mol
c(H2SO4)==4 mol·L-1
H+与OH-发生中和反应时,n(H+)=n(NaOH)=0.025 L×4 mol·L-1=0.1 mol,n(HNO3)=n(H+)-2n(H2SO4)=0.1 mol-0.04 mol×2=0.02 mol,c(HNO3)==2 mol·L-1。
(2)n(Cu)=0.015 mol,10 mL溶液中n(H+)=0.1 mol,n(N)=0.02 mol。
3Cu + 8H+ + 2N3Cu2++2NO↑+4H2O
3 mol 8 mol 2 mol 44.8 L
0.015 mol 0.1 mol 0.02 mol V(NO)
因0.1×3>0.015×8,故Cu与H+二者之中H+过量;又因0.02×3>0.015×2,故Cu 与N二者之中N过量。则Cu、H+、N三者之中H+与N均过量,Cu全部溶解,生成NO的体积应据Cu的物质的量来计算,V(NO)=0.015 mol×=0.224 L。
答案:(1)4 2 (2)0.224
16.(10分)长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的质量分数,设计了如图所示实验装置:
请回答下面的问题:
(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性? 。
(2)D装置中反应的化学方程式为 。B装置中反应的离子方程式为 。
(3)称量a g Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀b g,原样品中Na2SO3的质量分数为 。
(4)C装置中反应的离子方程式为 。
(5)现有以下试剂:蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液,请从中选择合适试剂,设计一种不同的实验方法测定试样中亚硫酸钠的质量分数: 。
解析:(3)b g白色沉淀为BaSO4,其物质的量为 mol,则原a g样品中含Na2SO3的物质的量也为 mol,样品中Na2SO3的质量分数为×100%。
答案:(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a,由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面,过一段时间观察液面是否变化,若不变,说明气密性良好,否则,说明装置漏气
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
(3)×100%
(4)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(5)称取一定质量的样品置于烧杯中,加水溶解,依次加入足量盐酸和BaCl2溶液,过滤,洗涤,干燥,称量沉淀物的质量,计算即可(其他合理答案也得分)
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