第5章-《化工生产中的重要非金属元素》基础过关测试(解析版).docx

第5章 《化工生产中的重要非金属元素》基础过关测试
考试时间：70分钟 卷面分值：100分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。
5.考试结束后，只交试卷答题页。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意)
1．（2022春·陕西西安·高一期末）中国传统文化对人类文明贡献巨大，以下三篇古代文献中都涉及到了KNO3：
①《开宝本草》：“(KNO3)所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁后，乃煎炼而成”；
②《本草纲目》：“(火药)乃焰硝(KNO3)、硫黄、山木炭所合，以为烽燧颤I诸药者”；
③《本草经集注》：区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)——“以火烧之、紫青烟起，乃真硝石也”。
对其解释合理的是
A．1中利用了蒸溜的方法 B．2中火药使用体现了硝酸钾的还原性
C．2中火药使用时不会污染环境 D．3中方法应用了焰色反应
【答案】D
【解析】A．1中，将含有杂质的KNO3溶于水后，将清液蒸发结晶，即可获得KNO3，利用了结晶的方法，A不正确；
B．2中火药为KNO3、S、C的混合物，使用时体现了硝酸钾的氧化性，B不正确；
C．2中火药使用时，会生成SO2、CO等气体，会污染环境，C不正确；
D．3中，KNO3灼烧后，会产生紫色火焰，此方法应用了焰色反应，D正确；
故选D。
2．（2022春·福建泉州·高一福建省永春第一中学期末）将足量的SO2通BaCl2溶液中无明显现象，当加入某试剂X后，有沉淀生成。试剂(或气体)X可能是
①NaOH溶液；②H2O2溶液；③CO2；④K2SO4溶液；⑤新制氯水；⑥H2S；
A．①②③ B．②③⑤⑥ C．①②④⑤⑥ D．④⑤⑥
【答案】C
【解析】①足量的SO2通BaCl2溶液中，当加入NaOH溶液，发生反应生成BaSO3沉淀，①符合题意；
②足量的SO2通BaCl2溶液中，当加入H2O2溶液，发生氧化还原反应得到硫酸根离子，生成BaSO4沉淀，②符合题意；
③CO2与足量的SO2通BaCl2溶液中形成的溶液不反应，无明显现象，③不符合题意；
④足量的SO2通BaCl2溶液中，当加入K2SO4溶液，发生复分解反应，生成BaSO4沉淀，④符合题意；
⑤足量的SO2通BaCl2溶液中，当加入新制氯水溶液，发生氧化还原反应得到硫酸根离子，生成BaSO4沉淀，⑤符合题意；
⑥足量的SO2通BaCl2溶液中，当加入H2S，SO2与H2S发生氧化还原反应，生成S单质沉淀，⑥符合题意；
综上所述，符合题意的有①②④⑤⑥，故选C。
3．（2021春·广西贺州·高一期末）碳跟浓硫酸共热产生的混合气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是

A．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
B．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
C．在Z导管出来的气体中没有二氧化碳
D．在Z导管口处无明显现象
【答案】A
【解析】碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体；铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，同时通入时因NO2与水和SO2共同作用要产生H2SO4和NO，NO在空气中又会生成NO2，以此解答该题。
【点睛】A．根据上述分析，H2SO4能与氯化钡反应生成BaSO4，由于盐酸的酸性比碳酸强，所以二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO3生成，A正确；
B．根据A分析，没有BaCO3生成，B错误；
C．根据分析，CO2、NO气体不能发生反应，以气体形式逸出，故在Z导管逸出的气体中含有CO2，C错误；
D．NO在空气中又会生成红棕色NO2，D错误；
故答案为：A。
4．（2022春·陕西渭南·高一期末）下列物质间的转化均能一步实现的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．氮气和氧气高温或放电生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，故A不符合题意；
B．铁和氯气点燃生成氯化铁，氯化铁溶液和铁反应生成氯化亚铁，故B符合题意；
C．硫和氧气点燃生成二氧化硫，二氧化硫和氧气在催化剂加热条件下反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，故C不符合题意；
D．硅和氧气加热生成二氧化硅，二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和二氧化碳或碳酸反应生成硅酸，故D不符合题意；
综上所述，答案为B。
5．（2022春·陕西西安·高一期末）下列实验装置能达到相应实验目的的是

A．制取并收集少量的氨气 B．分离I2与NH4Cl的固体混合物
C．制备Fe(OH)3胶体 D．验证氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2
【答案】D
【解析】A．浓氨水滴入NaOH固体中可制得氨气，但氨气不能用向上排空气法收集，A不正确；
B．I2受热升华后在烧瓶底凝华，NH4Cl受热分解生成的氨气和氯化氢，在烧瓶底遇冷又化合为NH4Cl，所以无法分离I2与NH4Cl的固体混合物，B不正确；
C．制备Fe(OH)3胶体时，应将氯化铁饱和溶液滴入沸水中，若氯化铁溶液滴入NaOH溶液中，则生成Fe(OH)3沉淀，C不正确；
D．在装置内发生反应：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O、2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，则可得出氧化性：KMnO4＞Cl2＞Br2，从而达到实验目的，D正确；
故选D。
6．（2022春·辽宁·高一校联考期末）下列实验目的对应的实验操作正确的是
选项
实验目的
实验操作
A
检验溶液中是否含有
向待测液中滴加BaCl2溶液，若出现沉淀，再滴加稀盐酸，观察沉淀是否溶解
B
检验溶液中是否含有Cl－
向待测液中滴加过量硝酸，再滴加AgNO3溶液，观察是否出现白色沉淀
C
检验溶液中是否含有Mg2+
向待测液中加入一定量NaOH溶液，观察是否出现白色沉淀
D
检验溶液中是否含有
向待测液中加入过量稀盐酸，观察是否生成使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体

A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．检验溶液中是否含有，应先向溶液中滴加盐酸，若无现象，再滴加氯化钡，有白色沉淀，则证明含有硫酸根，故A不符合题意；
B．检验溶液中是否含有Cl－，向待测液中滴加过量硝酸，再滴加AgNO3溶液，观察是否出现白色沉淀，有白色沉淀，则含有氯离子，反之则无，故B符合题意；
C．检验溶液中是否含有Mg2+，向待测液中加入一定量NaOH溶液，观察是否出现白色沉淀，溶液中有铝离子也能出现白色沉淀，故C不符合题意；
D．向待测液中加入过量稀盐酸，观察是否生成使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，不能检验溶液中是否含有，碳酸氢根也是这样的现象，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
7．（2021秋·云南昆明·高一校考期中）关于硝酸的说法中正确的是
A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2
B．浓硝酸不能与氢后金属单质反应
C．硝酸与金属反应时，主要是+5价的氮元素得电子
D．常温下，向浓硝酸中投入铝片，会产生大量的红棕色气体
【答案】C
【解析】A．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，不能生成氢气，故A错误；
B．因为浓硝酸具有强氧化性，可以与H后的金属发生氧化还原，故B错误；
C．硝酸中+5价氮元素的氧化性强于氢离子，当硝酸与金属反应时，主要是 +5 价的氮元素得电子表现氧化性，故C正确；
D．金属铝在浓硝酸中会产生钝化，表面生成的致密氧化膜阻碍铁继续与浓硝酸反应，不能产生大量的红棕色气体，故D错误；
故选C。
8．（2022秋·高一单元测试）下列反应属于氮的固定作用的是
A．NH3与氯化氢反应 B．硝酸工厂用NH3氧化制取NO
C．雷雨时空气中的N2转化为NO D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
【答案】C
【分析】氮的固定是指氮元素由游离态转化为化合态的过程。
【解析】A．NH3与氯化氢反应时，NH3分子中含有化合态的氮，A不符合题意；
B．硝酸工厂用NH3氧化制取NO时，NH3分子中含有化合态的氮元素，B不符合题意；
C．雷雨时空气中的N2转化为NO时，N2中含有游离态的氮元素，C符合题意；
D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵时，反应物NH3中含有化合态的氮元素，D不符合题意；
故选C。
9．（2022春·四川凉山·高一校考期末）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥
B．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白
C．Si具有良好的导电性，可用作光导纤维
D．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
【答案】D
【解析】A．NH4HCO3含有营养元素N元素，可用作化肥，与NH4HCO3受热易分解无关，A错误；
B．二氧化硫具有漂白性，可用于纸浆漂白，与二氧化硫具有氧化性无关，B错误；
C．SiO2可用于生产光导纤维，利用的是对光的全反射，生产光导纤维的不是硅，C错误；
D．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈，反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，D正确；
答案选D。
10．（2022春·宁夏银川·高一校考期末）下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是
A．晶体硅作半导体材料 B．二氧化硅作光导纤维材料
C．硅单质作耐火材料 D．高纯硅作计算机芯片材料
【答案】C
【解析】A．Si元素在元素周期表中位于金属与非金属交界处，晶体硅导电性介于导体与绝缘体之间，因此可以作半导体材料，A正确；
B．二氧化硅能够使光线发生全反射，因此可以作光导纤维材料，B正确；
C．硅单质在加热时能够与氧气反应产生二氧化硅，因此不能作耐火材料，C错误；
D．高纯硅作计算机芯片、太阳能电池等的材料，D正确；
故合理选项是C。
11．（2021春·上海奉贤·高一校考期末）下列关于氨的说法中，错误的是
A．氨与氧气在一定条件下反应表现氨的还原性
B．氨与氯化氢相遇产生白烟
C．氨能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D．液氨可用作制冷剂
【答案】C
【解析】A．氨与氧气在一定条件下反应为4NH3+5O24NO+6H2O，N元素化合价升高，表现氨的还原性，A正确；
B．氨与氯化氢相遇生成固体氯化铵，产生白烟，B正确；
C．氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C错误；
D．液氨易液化，可用作制冷剂，D正确；
故选C。
12．（2021春·上海奉贤·高一校考期末）下列关于浓硫酸的叙述中，错误的是
A．常温下可以使某些金属钝化 B．具有脱水性，故能作干燥剂
C．能与水任意比例互溶放出大量的热 D．具有氧化性，加热条件下可与木炭发生反应
【答案】B
【解析】A．浓硫酸具有强氧化性，在常温下可以将Fe、Al表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步氧化，即可以使金属发生钝化，A正确；
B．浓硫酸具有吸水性，故能作干燥剂，B错误；
C．浓硫酸能以任意比溶于水，溶解时会放出大量的热，C正确；
D．浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下可与木炭发生反应产生CO2、SO2、H2O，D正确；
故合理选项是B。
13．（2020秋·北京朝阳·高一北京八十中校考期中）下列说法中，正确的是
A．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，所以二氧化硅能和水反应生成硅酸
B．SiO2 可与氢氟酸反应，所以也能与盐酸反应
C．硅酸盐材料大多具有熔点高，硬度大、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点
D．Si 和 SiO2 都用于制造光导纤维
【答案】C
【解析】A．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，二氧化碳能溶于水并与水化合生成碳酸，二氧化硅不溶于水，不能与水反应生成硅酸，故A错误；
B．SiO2可与氢氟酸反应，利用该性质可以氢氟酸雕刻玻璃，但不与盐酸反应，故B错误；
C．硅氧四面体结构的特殊性决定了硅酸盐材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点，故C正确；
D．单质Si是半导体材料用于制作芯片或太阳能电池，SiO2用于制造光导纤维，故D错误；
答案选C。
【点睛】二氧化硅有很多特性，是酸性氧化物但不和水反应，能与氢氟酸反应，能做光导纤维，单质Si是半导体材料用于制作芯片或太阳能电池，容易将硅的性质和二氧化硅的性质混淆。
14．（2022秋·广东潮州·高一饶平县第二中学校考期中）宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一，下列有关离子方程式的书写正确的是
A．向Na2SiO3溶液中通入过量CO2：
B．金属Na与溶液反应：
C．将铜丝插入稀硝酸溶液中：
D．NH4Cl溶液与浓NaOH溶液混合：
【答案】D
【解析】A．向Na2SiO3溶液中通入过量CO2：，A项错误；
B．金属Na与溶液中，先与水反应生成氢氧化钠和氢气，得到的氢氧化钠再与氯化镁发生沉淀反应，，B项错误；
C．将铜丝插入稀硝酸溶液中，生成NO： ，C项错误；
D．NH4Cl溶液与浓NaOH溶液混合：，D项正确；
故答案选D。
15．（2022秋·浙江绍兴·高一期中）某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含有的较少的H+和OH—)：Na+、NH、SO、CO、NO。取200mL该溶液，分成等体积的两份分别做下列实验。实验1：第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224mL；实验2：第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加入足量的BaCl2溶液，得固体2.33g，下列说法正确的是
A．该溶液中可能含有Na+
B．该溶液中肯定含有Na+、SO、CO、NO
C．该溶液中一定不含NO
D．该溶液中一定含有Na+，且c(Na+)≥0.1mol·L-1
【答案】D
【分析】第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224mL说明溶液中一定含有铵根离子，100mL溶液中铵根离子的物质的量为=0.01mol；第二份先加入足量的盐酸，无现象说明溶液中不含有碳酸根离子，再加入足量的氯化钡溶液，得固体2.33g说明溶液中含有硫酸根离子，100mL溶液中硫酸根离子的物质的量为=0.01mol；依据电荷守恒，溶液中一定含有钠离子，则溶液中一定含有铵根离子、钠离子、硫酸根离子，一定不含有碳酸根离子，可能含有硝酸根离子。
【解析】A．由分析可知，溶液中一定含有钠离子，故A错误；
B．由分析可知，溶液中一定不含有碳酸根离子，故B错误；
C．由分析可知，溶液中可能含有硝酸根离子，故C错误；
D．由分析可知，溶液中一定含有铵根离子、钠离子、硫酸根离子，一定不含有碳酸根离子，可能含有硝酸根离子，若溶液中不含有硝酸根离子，溶液中钠离子浓度为0.1mol/L，若含有硝酸根离子，溶液中钠离子浓度大于0.1mol/L，所以该溶液中一定含有钠离子，且c(Na+)≥0.1mol/L，故D正确；
故选D。
16．（2022秋·浙江宁波·高一效实中学校考期中）由粗制备纯的流程如图所示，下列说法不正确的是

A．属于酸性氧化物
B．二氧化硅是将太阳能转变为电能的常用材料
C．若在实验室中完成步骤Ⅲ，应该在坩埚中进行
D．步骤Ⅱ反应的离子方程式为
【答案】B
【分析】粗硅和NaOH溶液反应得到硅酸钠溶液，通入过量CO2过滤得到硅酸沉淀，灼烧得到SiO2。
【解析】A．SiO2能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，A正确；
B．二氧化硅为光导纤维的常用材料，将太阳能转变为电能的常用材料为硅单质，B错误；
C．灼烧时所用温度较高，应在坩埚中进行，C正确；
D．步骤Ⅱ中CO2过量，所以得到硅酸沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为，D正确；
综上所述答案为B。
二、非选择题 (本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)
17．（2022春·福建泉州·高一福建省永春第一中学期末）I、物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是硫元素的价类二维图，回答下列问题：

(1)A为___________(填物质的类别)；X的化学式为___________；
(2)工业上用黄铁矿(主要成分)在高温下制取的主要反应的化学方程式为___________。
Ⅱ、某同学欲选用如图的部分装置和药品探究的性质。

A
B
C
D
E

(3)为验证具有漂白性，应选___________装置(用字母表示)
(4)为验证具有还原性，设计装置的连接顺序为___________(用字母表示)；现象为___________。
(5)上述装置中能体现具有氧化性的化学反应方程式为___________。
【答案】(1)     单质     H2SO3
(2)
(3)D
(4)     ABC     B中溶液褪色
(5)SO2+2H2S=3S↓+H2O

【分析】I、从图中可知A对应硫，则A为单质，Y为硫的氧化物，S元素化合价为+6价，Y为SO3，X为酸，S元素化合价为+4价，X为亚硫酸。
【解析】（1）A对应硫元素化合价为0，属于单质；X是+4价硫的含氧酸，其化学式为H2SO3；
（2）和在高温下反应生成和，反应的化学方程式为；
（3）二氧化硫可以使品红溶液褪色，为验证SO2具有漂白性，应选装置D；
（4）验证SO2具有还原性，可与氯水发生氧化还原反应，最后用氢氧化钠溶液吸收，则连接顺序为ABC；现象为B中溶液褪色；
（5）体现SO2具有氧化性，可与硫化氢溶液反应生成硫，反应方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
18．（2021春·湖北十堰·高一期中）为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO、泥沙等杂质，进行下列五项操作：①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量HCl　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液 ⑥溶解  ⑦蒸发，回答下列问题：
(1)以上五项操作的步骤为：⑥→①→②→_______→_______→_______→_______→⑦，_______。其中加入BaCl2溶液发生的离子反应方程式为：_______，加入过量Na2CO3溶液的目的是_______。
(2)关于上述过程，错误的是_______
A．溶解粗盐时，加水越多越好
B．NaOH溶液不可用KOH溶液替代
C．滤去沉淀以后，将滤液移至坩埚内加热蒸发
D．当蒸发到剩有少量液体时，停止加热，利用余热将液体蒸干
E.将制得的晶体转移到过滤器中用大量水进行洗涤
(3)NaCl的焰色反应为_______色，验证提纯后的NaCl固体中不含KCl的操作及现象是：_______。
【答案】(1)     ⑥→①→②→⑤→④→①→③→⑦     Ba2++SO=BaSO4↓     除去Ca2+以及加入的过量Ba2+
(2)ACE
(3)     黄     用洁净的铂丝蘸取样品后在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察不到紫色火焰，说明不含KCl

【解析】（1）粗盐样品含有 Ca2+、Mg2+、、泥沙等杂质，加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去Mg2+；加入过量的BaCl2，可以将硫酸根离子除去，但是会引入Ba2+杂质离子；加入过量的Na2CO3溶液的目的除去杂质Ca2+，和加入的过量Ba2+；过滤，将得到的沉淀全部滤出，得到的滤液是含有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠等的混合物，加入足量的盐酸，可以出去碳酸根离子、氢氧根离子等杂质离子，最后即可获得较为纯净的氯化钠，所以操作的步骤为：⑥→①→②→⑤→④→①→③→⑦。加入BaCl2溶液发生的离子反应方程式为：Ba2++SO=BaSO4↓。加入过量Na2CO3溶液的目的是除去Ca2+以及加入的过量Ba2+。
（2）A．溶解时，若加入太多水，则蒸发时就需要大量时间，A错误；
B．NaOH溶液不可用KOH溶液替代，否则会引入新的杂质离子K+，B正确；
C．滤去沉淀以后，将滤液移至蒸发皿加热浓缩，C错误；
D．蒸发时，有少量液体剩余就应该停止加热，D正确；
E．晶体应用少量水洗涤，否则会导致晶体溶于水损失，E错误；
故选ACE。
（3）NaCl的焰色反应为黄色。用焰色反应验证提纯后的NaCl固体中不含KCl，操作及现象是：用洁净的铂丝蘸取样品后在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察不到紫色火焰，说明不含KCl。
19．（2022春·陕西渭南·高一期末）氮和氮的化合物在国防、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。
(1)为爆炸物，在不同温度下加热分解，可能发生非氧化还原反应，也可能发生氧化还原反应，下列反应一定不可能发生的是_______(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)化工厂可用浓氨水来检验，是否泄漏，有关反应的化学方程式为，该反应中氧化剂为_______(填化学式)，标准状况下，每生成2.24L，反应中转移电子的物质的量为_______mol。
(3)工业上在一定温度和催化剂条件下用将还原生成。在实验室利用如图装置探究能否被还原。

①A装置中盛放浓氨水的仪器名称是_______；试剂甲是_______。
②E装置中发生反应的离子方程式是_______。
③若能够被还原，预期观察到C装置中的现象是____，发生的化学方程式为____。
【答案】(1)C
(2)     Cl2     0.6
(3)     分液漏斗     碱石灰          红棕色颜色变浅，最后褪为无色    

【解析】（1）A．N元素的化合价部分由-3升到0，部分由+5降到0，O元素的化合价由-2升到0，元素化合价有升有降，可能发生，A不符合题意；
B．非氧化还原反应，可能发生，B不符合题意；
C．N元素的化合价由-3升到+5，O元素的化合价由-2升到0，元素化合价只升不降，不可能发生，C符合题意；
D．N元素的化合价部分由-3升到0，部分由+5降到0，元素化合价有升有降，可能发生，D不符合题意；
故选C。
（2）Cl元素由0价降到-1价，被还原，Cl2为氧化剂，N元素由-3价升到0价，被氧化，NH3为还原剂，故该反应的氧化剂为Cl2；标准状况下，2.24LN2为0.1mol，生成0.1molN2，转移的电子数为0.6mol。
（3）A装置制备NH3，B装置干燥NH3，E装置制备NO2，D装置干燥NO2，C为NH3和NO2的反应装置，据此进行分析。
①A装置中盛放浓氨水的仪器名称是分液漏斗；试剂甲干燥NH3，应为碱石灰；
②E装置为浓硝酸和Cu的反应，其离子方程式为；
③NH3和NO2反应生成N2和水，NO2逐渐减少至反应完，故C装置中的现象是红棕色颜色变浅，最后褪为无色；发生的化学方程式为。
20．（2022春·陕西西安·高一期末）工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行如下探究活动：
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_______。
(2)另称取6.0 g铁钉放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+，若要检验溶液中是否含有Fe2+，应选用的试剂是_______(填字母)。
a．KSCN溶液    b．氯气和KSCN溶液    c．氨水    d．酸性KMnO4溶液
②乙同学取448 mL(标准状况下)混合气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为_______，然后再加入足量BaCl2溶液，经一系列操作后得干燥固体2.33g。由此计算气体Y中SO2的体积分数为_______。
【探究二】分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为混合气体Y中除水蒸气外还可能含有Z和W气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持装置已省略)。

(3)装置B的作用是_______。
(4)丙同学认为用上图中的D、E、F装置可证明混合气体Y中还含有Z，则Z气体为_______(填化学式)，证明有Z气体存在的实验现象为_______。
(5)丙同学认为混合气体Y中还含有W的理由是_______(用化学方程式表示)。为确认W的存在，需要用到装置M，则M中装的试剂是_______，并将M添加于_______(填序号)。
a．A之前    b．A~B间    c．B~C间    d．C~D间
【答案】(1)常温下，浓硫酸使铁发生钝化
(2)     d     SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4     50%
(3)检验SO2是否除尽
(4)     H2     D中黑色粉末变红，E中白色粉末变蓝
(5)     C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O     澄清石灰水     c
【分析】混合气体由碳素钢与浓硫酸在加热条件下反应制得，Fe与浓硫酸起初反应生成硫酸铁、二氧化硫等，后来生成硫酸亚铁和氢气；碳能与浓硫酸在加热条件下反应，生成二氧化硫、二氧化碳等。则A装置内放入酸性高锰酸钾溶液，除去SO2气体，B装置内的品红溶液检验SO2是否除尽；C装置内的碱石灰用于干燥H2；H2还原CuO生成Cu和水蒸气，此时固体由黑色变为红色，无水硫酸铜由白色变为蓝色；F装置内碱石灰用于吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气与无水硫酸铜作用，干扰实验。
【解析】（1）将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，则表明处理后的铁钉与CuSO4不反应，也就是铁钉表面不存在Fe单质，其原因是：常温下，浓硫酸使铁发生钝化。答案为：常温下，浓硫酸使铁发生钝化；
（2）①若要检验含有Fe3+的溶液中是否含有Fe2+，需排除Fe3+的干扰，则不能使用KSCN溶液，应利用Fe2+的还原性，所以应选用酸性KMnO4溶液，故选d。
②混合气体Y通入足量溴水中，SO2与溴水发生反应，生成硫酸和氢溴酸，化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；n(SO2)=n(BaSO4)==0.01mol，则气体Y中SO2的体积分数为=50%。答案为：d；SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；50%；
（3）装置B中的品红溶液，用于检验混合气中是否还含有SO2，其作用是：检验SO2是否除尽。答案为：检验SO2是否除尽；
（4）用装置D(还原CuO为Cu)、E(检验H2O的存在)、F(防止空气中水蒸气进入E，从而干扰实验)，可证明混合气体Y中还含有Z，则Z气体为H2，由此可证明有H2气体存在的实验现象为：D中黑色粉末变红，E中白色粉末变蓝。答案为：H2；D中黑色粉末变红，E中白色粉末变蓝；
（5）碳素钢中含有碳，也能与浓硫酸反应，所以丙同学认为混合气体Y中还含有CO2，理由是C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。为确认CO2的存在，需要使用澄清石灰水检验，且应放在检验SO2已经除尽之后，在干燥H2之前，则M中装的试剂是：澄清石灰水，并将M添加于c。答案为：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O；澄清石灰水；c。
【点睛】SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以检验CO2前，应除尽SO2。
21．（2021秋·陕西延安·高一校考期中）以下是氮循环的一部分：

(1)反应③的离子方程式是_____。
(2)化合物A的稀溶液和金属铜反应的化学方程式是_____。
(3)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO+2CO=2CO2+N2。当生成1molN2时，被还原的NO的质量为_____。
(4)氮的氧化物是空气的主要污染物，下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是_____。
A．酸雨 B．光化学烟雾 C．白色污染 D．臭氧层空洞
(5)写出实验室中由如图装置A制取氨气的化学方程式_____。

欲用上述方法制取并收集一瓶干燥的氨气，从图中选择合适的装置，其连接顺序为_____(按气流方向，用小写字母表示，如x→y→z)；下列装置可用于作为氨气的尾气处理装置的是_____。

【答案】(1)3NO2+H2O=2H++2NO+NO
(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)60g
(4)ABD
(5)     2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O     a→d→c→f→e→i     CD
【分析】氮气和氧气在放电的条件下反应生成NO，NO继续被氧气氧化为NO2，NO2溶于水，与水反应生成硝酸和NO；
(5)实验室中利用NH4Cl、Ca(OH)2反应生成CaCl2、NH3、H2O，制取的氨气中含有水蒸气，可以用碱石灰除去水蒸气，然后用排空法收集氨气，由于氨气极易溶于水，需要防止倒吸。
【解析】（1）根据分析可知，反应③的离子方程式是3NO2+H2O=2H++2NO+NO；
故答案为3NO2+H2O=2H++2NO+NO；
（2）化合物A为硝酸，稀硝酸和金属铜反应的化学方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
故答案为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
（3）根据方程式：2NO＋2CO═2CO2＋N2，有关系式：N2~2NO，所以当生成1molN2时，被还原的NO的物质的量为2mol，质量为60g；
故答案为60g；
（4）氮的氧化物是空气的主要污染物，最终可以转化为硝酸，造成硝酸型酸雨，也可以与空气中烃类等物质反应，形成光化学烟雾，造成臭氧层空洞，造成空气污染；
故答案选ABD；
（5）实验室中利用装置A制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，制取的氨气中含有水蒸气，可以用碱石灰除去水蒸气，然后用排空法收集氨气，最后进行尾气处理，欲用上述方法制取并收集一瓶干燥的氨气，从图中选择合适的装置，其连接顺序为a→d→c→f→e→i；氨气易溶于水，故尾气处理时需要防止倒吸，ABE无防止倒吸作用，CD可以防止倒吸，故选CD；
故答案为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；a→d→c→f→e→i；CD。