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基本知识过关训练.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基本知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基本知识过关训练识过关训练 填空题 1、某同学利用如图所示装置分别进行相应的实验，按要求回答相应的问题。(1)当 X 是Ag、Y 是稀硝酸时，反应的离子方程式为_，当 X 是Ag、Y 是浓硝酸且过量时，若有0.4mol物质被还原，则生成的盐为_mol。(2)当 X 是铝片、Y 是浓硝酸时，常温下发生氧化反应与还原反应的物质的物质的量之比为_，加热时试管中的主要实验现象为_。(3)当 X 是FeO，Y 分别是0.2mol L1的硫酸、0.2mol L1的硝酸时，反应后溶液的颜色分别为_；等量的X 完全反应消耗的上述硫酸、硝酸的体积之比为_。答案：(1)3Ag+NO3+4H+=3Ag+NO +2H2O 0.4(2)1:3 有红棕色气体产生(3)浅绿色、黄色 3:10 解析：(1)当 X 是Ag、Y 是稀硝酸时，银和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮、水，反应的离子方程式为3Ag+NO3+4H+=3Ag+NO +2H2O，当 X 是Ag、Y 是浓硝酸且过量时，发生反应Ag+NO3+2H+=Ag+NO2+H2O，若有2 0.4mol物质被还原即生成了 0.4molNO2，则根据反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+2H2O 可知，则生成的盐为0.4mol。(2)当 X 是铝片、Y 是浓硝酸时，常温下铝表面被氧化为氧化铝、硝酸被还原为二氧化氮，根据得失电子守恒，氧化反应与还原反应的物质的物质的量之比为 1:3，加热时，发生反应 Al+6HNO3(浓)=Al(NO3)3+3NO2+3H2O，试管中的主要实验现象为有红棕色气体产生；(3)当 X 是FeO、Y 是0.2mol L1的硫酸时，发生反应的方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O，反应生成硫酸亚铁，溶液呈浅绿色；当 X 是FeO、Y 是0.2mol L1的硝酸时，发生反应3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO +5H2O，反应生成硝酸铁，溶液呈黄色；根据反应方程式，等量的 X 完全反应消耗的上述硫酸、硝酸的体积之比为 3:10。2、以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用，减轻对环境的污染，其中一种流程如图所示。(1)FeS2中铁元素的化合价为_。(2)黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧的化学方程式为_。(3)工业上，吸收SO3时宜选用的试剂 X 为 98.3%的浓硫酸，目的是_。(4)因为Na2S2O5(焦亚硫酸钠)具有还原性，导致商品Na2S2O5方中不可避免地存在Na2SO4。检验其中含有SO42-的方法是_。(5)某化学实验小组取 1.0g 黄铁矿样品在空气中充分灼烧(假设杂质不参加反应)，生成的SO2气体恰好被50mLFe2(SO4)3，溶液完全吸收，在所得溶液中加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得 9.32g 固体。3 原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度为_，黄铁矿中FeS2的质量分数为_。工业上煅烧 10t 上述黄铁矿，产生的SO2经催化氧化制硫酸，理论上可制得 98%的浓硫酸_t。答案：(1)+2(2)4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2(3)防止形成酸雾，提高SO3的吸收效率(4)取少量样品溶于水中，先加入稀盐酸酸化(除去S2O52)，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则说明含有SO42(5)0.2mol/L 60%10 解析：以黄铁矿(主要成 FeS2)为原料生产硫酸，并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用，黄铁矿在空气中煅烧生成滤渣主要为氧化铁，用来炼铁，生成的二氧化硫净化后补充氧气氧化生成三氧化硫，工业上，吸收 SO3时宜选用的试剂 X 为浓硫酸，吸收三氧化硫得到浓硫酸，尾气用氢氧化钠溶液吸收，再通入二氧化硫得到亚硫酸氢钠，加热得到焦亚硫酸钠，以此来解析；(1)FeS2中，硫元素化合价-1 价，铁元素化合价+2 价；(2)黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁，Fe 的化合价由+2 价升高为+3 价，硫的化合价由-1 价升高为+4 价，氧的化合价由 0 价降低为-2 价，根据化合价升降守恒和原子守恒，可得反应的化学方程式为：4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2；(3)工业上，吸收 SO3时宜选用的试剂 98.3%的浓硫酸，防止形成酸雾，提高 SO3的吸收效率；(4)4 检验其中含有 SO42-的方法是首先用盐酸酸化，除去 S2O52-，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有 SO42-，否则没有 SO42-；(5)反应产生的 9.32gBaSO4的物质的量为：n(BaSO4)=mM=9.32g233g/mol=0.04mol，SO42-由 Fe2(SO4)3 和 SO2气体在溶液中发生的反应：SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，根据方程式可知 Fe2(SO4)3与反应产生的 SO42-的物质的量关系是 1：4，可得 n Fe2(SO4)34n(BaSO4)，故在原 50mL 溶液中含有 Fe2(SO4)3的物质的量浓度c=nV=0.04mol145010-3L=0.2mol/L；根据 4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2，SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4，可知 FeS22SO22Fe2(SO4)38BaSO4，可得黄铁矿中 FeS2的质量分数为：0.04mol18(56+322)1.0100%=60%；根据 S 元素守恒可得关系式：FeS22SO22H2SO4，1molFeS2可得 2molH2SO4，即 120 份 FeS2完全反应会产生298 份 H2SO4，由于硫铁矿中 FeS2的含量是 60%，10t 该硫铁矿完全反应可制成 98%的硫酸质量为 x，可得比例式12010t60=298x98，解得 x=10t。3、为测定空气中的含量，某课外小组的同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的 200mL0.100mol/L 的酸性溶液。已知与该溶液反应的离子方程式为：，若管道中空气流量为 aL/min，经过 bmin 溶液恰好褪色，假定样品中的可被溶液充分吸收，则该空气样品中的含量(单位为 g/L)是_。答案：解析：根据题干信息，经过 b min 溶液恰好褪色，则通过空气的体积为 aL min-1bmin=ab L，消耗的酸性 KMnO4的物质的量为 0.2L0.1mol/L=0.02mol，设尾气中 SO2的物质的量为 n，则由离子方程式得，所以 n=2SO4KMnO2SO2224245SO2MnO2H O5SO2Mn4H2SO2SO16g/L5ab-422MnO 5SO250.02n5 0.05mol，尾气样品中 SO2含量为，所以答案是：。4、依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：(1)上图中 X 的化学式为_，从化合价上看，X 具有_(填“氧化”或“还原”)性。(2)回答下列关于 NH3的问题：下列试剂不能用于干燥 NH3的是_(填字母)。A 浓硫酸 B碱石灰 CNaOH 固体 氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式：_。(3)回答下列关于 NO、NO2的问题：汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体 CO 和 NO 反应可转化为无害气体排放，写出相关反应的化学方程式：_。工业生产中利用氨水吸收 SO2和 NO2，原理如下图所示：写出 NO2被吸收过程的离子方程式是_。答案：(1)N2O5 氧化 0.05mol64g/mol16g/LabL5ab16g/L5ab6 (2)A 4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O(3)2NO+2CO催化剂N2+2CO2 2NO2+4SO32=N2+4SO42 解析：(1)图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X 为+5 价对应的氮的氧化物是 N2O5，N2O5中氮元素+5 价为氮元素的最高价，只具有氧化性；(2)A浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，则不能干燥氨气，故 A 错误；B碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体，可以干燥氨气，故 B 正确；CNaOH 固体吸收水分不与氨气反应，可以干燥氨气，故 C 正确；所以答案是：A；氨气有还原性，催化氧化生成 NO 和水，反应的化学方程式为 4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O；(3)CO 和 NO 反应可转化为 CO2和 N2，根据电子守恒、元素守恒可知，发生反应的化学方程式为2NO+2CO催化剂N2+2CO2；SO2被氨水吸收后，得到亚硫酸铵溶液，通入 NO2，SO32被氧化为 SO42，NO 被还原为 N2，根据电子守恒可知 NO2和 SO32的系数比为 1：2，再结合元素守恒可得离子方程式为 2NO2+4SO32=N2+4SO42。5、完成下列化学方程式：(1)C 与浓硝酸 _(2)工业合成氨_ 7 (3)氨的催化氧化反应 _ 请自选试剂完成不同价态含硫物质的转化方程式(化学或离子均可)(4)S(-2)S(0)_(5)S(+4)S(+6)_ 答案：(1)C+4HNO3CO2+4NO2+2H2O(2)N2+3H2催化剂高温高压2NH3(3)4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O(4)SO2+2H2S=3S +2H2O(5)SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4 解析：(1)C 与浓硝酸反应在加热的条件下，反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，化学方程式为：C+4HNO3CO2+4NO2+2H2O，所以答案是：C+4HNO3CO2+4NO2+2H2O；(2)工业上采用氢气和氮气在高温高压及催化剂的条件下合成氨，化学方程式为：N2+3H2催化剂高温高压2NH3，所以答案是：N2+3H2催化剂高温高压2NH3；(3)氨气催化氧化生成一氧化氮和水，化学方程式为：4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O，所以答案是：8 4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O；(4)-2 价的硫转化为 0 价的硫单质，可让二氧化硫和硫化氢反应，化学方程式为：SO2+2H2S=3S +2H2O，所以答案是：SO2+2H2S=3S +2H2O；(5)+4 价的硫转化为+6 价的硫，化合价升高，可以在二氧化硫加入强氧化剂，如氯水可实现，化学方程式为：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，所以答案是：SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4。