硫氮和可持续发展练习题很好.docx
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硫氮和可持续发展练习题很好
硫、氮和可持续发展
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分。
考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(本题包括5个小题,每题2分,共10分,每题只有一个选项符合题意。
)
1.(2012·潍坊3月)氮元素在地球上含量丰富,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
下列叙述与氮元素的循环无关的是( )
A.工业合成氨的过程是固氮的过程
B.自然界中,氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气做保护气
D.在电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
[答案]C
[解析]氮元素的循环是指氮气→含氮化合物→氮气的转化过程,而氮气作保护气是利用了其化学性质较稳定,不易参加化学反应,与氮循环无关。
2.(2012·济南1月)2011年是国际化学年,中国的宣传口号是“化学——我们的生活,我们的未来”。
下列有关叙述不正确的是( )
A.在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量
B.利用太阳能、潮汐能、风力发电,以获取清洁能源
C.大量排放SO2或CO2都会导致酸雨的形成
D.采用纳米二氧化钛光触媒技术,将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体
[答案]C
[解析]C项,导致酸雨形成的是二氧化硫和氮氧化物,不是二氧化碳,故不正确。
3.近年来,我国部分城市的空气质量连续拉响警报,二氧化硫等污染物的浓度有上升的趋势,秸秆焚烧再度成为城市空气急速污染的“元凶”。
关于空气污染,下列说法正确的是( )
A.二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是空气质量报告中涉及的主要污染物
B.正常雨水的pH等于7
C.二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体
D.秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的,值得提倡
[答案]C
[解析]A项空气污染报告中不会涉及二氧化碳;B项正常雨水中因溶有CO2,其pH小于7,但大于等于5.6;根据信息,D错误。
4.(2012·烟台1月)已知反应:
①2H2S+O2===2S+2H2O
②2H2S+SO2===3S+2H2O ③2H2S+3O2===2SO2+2H2O将点燃的H2S气体的导管伸入盛有一定量O2的集气瓶内,上述3个反应发生的先后顺序是( )
A.①②③ B.③①②
C.①③②D.③②①
[答案]B
[解析]开始,O2过量,发生反应③,后来,氧气不足,发生反应①;再后来,氧气基本反应完全,发生反应②。
5.下列制取硫酸铜的实验设计中,能体现“经济、高效、环保”精神的最佳方案是( )
A.铜与浓硫酸共热
B.用铜片为阳极,石墨为阴极,电解稀硫酸
C.先灼烧废铜屑生成氧化铜,然后再用浓硫酸溶解
D.适当温度下,使铜片在持续通入空气的稀硫酸中溶解
[答案]D
[解析]A项中有SO2放出会污染环境,不环保;B项中消耗电能,不经济;C项中浓硫酸溶解氧化铜速度慢,不高效。
D项中的反应式为2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O,符合题意。
二、选择题(本题包括12个小题,每题3分,共36分,每题只有一个选项符合题意。
)
6.(2012·大连1月)为检验某溶液中的离子,进行了如图所示的实验操作,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SO
B.原溶液中一定含有NH
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
[答案]B
[解析]加Ba(NO3)2和盐酸生成的白色沉淀为BaSO4,但这并不能说明原溶液中含SO
,如果原溶液中含SO
或HSO
,也会在酸性条件下被NO
氧化成SO
。
加AgNO3溶液生成白色的AgCl沉淀,也不能说明原溶液中含有Cl-,因为前面加入HCl,引入了Cl-。
加入KSCN溶液后生成血红色溶液,也并不能说明原溶液中含Fe3+,因为如果原溶液中存在Fe2+,也会在酸性条件下被NO
氧化成Fe3+。
最后加入NaOH溶液放出NH3,可说明原溶液中一定存在NH
。
7.已知在酸性条件下能发生下列反应:
Cu+―→Cu+Cu2+(未配平)。
NH4CuSO3与足量的10mol/L硫酸溶液混合微热,产生下列现象:
①有红色金属生成;②有刺激性气味气体产生;③溶液呈蓝色。
据此判断下列说法一定合理的是( )
A.该反应显示硫酸具有酸性
B.NH4CuSO3中硫元素被氧化
C.刺激性气味的气体是氨气
D.反应中硫酸作氧化剂
[答案]A
[解析]NH4CuSO3中铜显+1价,由题中信息可知Cu+在溶液中会发生歧化反应:
2Cu+===Cu+Cu2+,生成红色的铜和蓝色的溶液,NH4CuSO3中的SO
与硫酸反应生成SO2,发生的化学的方程式为2NH4CuSO3+2H2SO4===(NH4)2SO4+CuSO4+2SO2↑+2H2O+Cu,此反应中硫酸仅显示酸性,A正确。
8.下列实验操作及现象与结论正确的一组是( )
实验操作
实验现象
实验结论
A
适量二氧化碳通入氯化钙溶液中
产生白色沉淀
碳酸的酸性比盐酸弱
B
二氧化硫通入石蕊溶液中
溶液先变红后褪色
二氧化硫有酸性和漂白性
C
取少量无色溶液,先加少量硝酸,再加少量的四氯化碳,振荡、静置
溶液分层,下层为无色
原无色溶液中一定不含碘离子
D
蔗糖中滴入浓硫酸和几滴水,并用玻璃棒搅拌
蔗糖变黑,体积膨胀,并放出刺激气味的气体
浓硫酸有脱水性和强氧化性
[答案]D
[解析]适量二氧化碳通入氯化钙溶液中,不产生白色沉淀,A错;二氧化硫通入石蕊溶液中,溶液只会变红不会褪色,B错;硝酸具有强氧化性,可以将碘离子氧化成碘酸根,C错。
9.(2012·临沂1月)25℃时,20.00mL硫酸和硝酸的混合溶液,加入足量的氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干,可得0.466g沉淀。
滤液跟2mol/LNaOH溶液反应,用去10.00mL碱液时恰好中和。
下列说法中正确的是( )
A.原混合液中c(SO
)=0.2mol/L
B.原混合液中c(NO
)=0.9mol/L
C.原混合液中pH=0
D.原混合液中由水电离出的c(H+)=0.1mol/L
[答案]C
[解析]H2SO4、HNO3混合液在与BaCl2溶液反应后生成0.466g(0.002mol)BaSO4,而H+的量没有变化。
根据H++OH-===H2O,原溶液中n(H+)=0.01L×2.00mol·L-1=0.02mol,c(H+)=0.02mol/0.02=1mol·L-1,pH=0。
c(SO
)=0.002mol/0.02L=0.1mol·L-1。
根据电荷守恒有:
c(H+)=2c(SO
)+c(NO
),c(NO
)=1mol·L-1-0.2mol·L-1=0.8mol·L-1。
因酸溶液抑制H2O电离,原混合溶液中水电离出的c(H+)=10-14mol·L-1。
10.(2012·天津1月)某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:
下列推断不合理的是( )
A.直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4
B.生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3
C.CO2可被循环使用
D.往甲中通适量CO2有利于(NH4)2SO4生成
[答案]A
[解析]该工艺流程原理较明确,B、C、D正确,如果直接蒸干滤液,由于滤液中还存在少量的杂质,这样得不到纯净的(NH4)2SO4。
11.(2012·威海1月)下列过程中,最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液
白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液
白色沉淀
C.无色溶液
白色沉淀
D.无色溶液
无沉淀
白色沉淀
[答案]C
[解析]A、B选项的原溶液中均含有NO
,在酸性条件下可将SO2、SO
氧化为SO
,最终生成BaSO4沉淀;C项可能是BaSO4或AgCl沉淀;D项排除CO
、SO
、Ag+干扰,最终生成BaSO4沉淀。
12.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为21时,还原产物是( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
[答案]C
[解析]设单质反应后价态为x,HNO3被还原后的价态为y由化合价的升降相等得:
2x=5-y
讨论当
时成立,即HNO3还原产物为N2O。
13.单质X与浓H2SO4共热,反应中X与H2SO4的物质的量之比为1:
2则生成物中的化合价可能为( )
①+1 ②+2 ③+3 ④+4
A.②④ B.③④ C.①② D.①③
[答案]A
[解析]若X为金属,X+2H2SO4(浓)
XSO4+SO2↑+2H2O,X为+2价;若X为非金属,X+2H2SO4(浓)
XO2+2SO2↑+2H2O,X为+4介。
14.(2012·山东烟台4月)下列关于氮的说法正确的是( )
A.N2分子的结构较稳定,因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B.23gNO2和N2O4混合气含有0.5NA个氮原子(NA表示阿伏加德罗常数)
C.NO可用向上排空气法或者排水法收集
D.浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发
[答案]B
[解析]Mg能在N2中燃烧;NO能与空气中的O2反应生成NO2;浓硝酸见光易分解,故保存在棕色瓶内。
15.(2012·苏北四市模拟)
A、B、C、D、E都是中学化学中常见物质,它们均含有同一种短周期元素,在一定条件下可发生如图所示的转化,其中A是单质,B在常温下是气态氢化物,C、D是氧化物,E是D和水反应的产物。
下列判断中不合理的是( )
A.A不可能是金属
B.由C生成D肯定发生了电子转移
C.A生成C肯定属于离子反应
D.B和E可能会发生反应生成一种盐
[答案]C
[解析]根据图示转化关系,B为A的气态氢化物,因此A不可能为金属,A正确;根据C、D为A的不同氧化物,则由C生成D为氧化还原反应,B正确;根据图示关系,A有变价氧化物,可以推断A可能为N2、S等,此时A生成C的反应为单质和氧气的反应,肯定不是离子反应,C错误;当A为N2时,B为NH3,E为HNO3,NH3与HNO3反应生成NH4NO3,D正确。
16.目前,人类已经发现的非金属元素除稀有气体元素外共有16种。
下列对这16种非金属元素的判断不正确的是( )
①都是主族元素,原子的最外层电子数都大于3
②单质在反应中都只能作氧化剂
③对应的含氧酸都是强酸
④氢化物常温下都是气态,所以又叫气态氢化物
⑤气态氧化物与水反应都不会再生成气体
A.全部B.①②
C.①②③④D.①②④⑤
[答案]A
[解析]①如H元素,最外层电子数是1,②如C+O2
CO2,C作还原剂,③如HClO、H2SO3都不是强酸,④如H2O在常温下是液体,⑤如NO2与H2O反应生成NO。
17.11.8gFe、Mg混合粉末溶解在一定量的某浓度的稀硝酸中,当金属粉末完全溶解后,收集到0.2mol的NO气体,在反应后的溶液中加入足量的KOH溶液,生成氢氧化物沉淀的质量为(设稀硝酸的还原产物只有NO,不考虑氢氧化亚铁和氧气反应)( )
A.18g B.20g C.22g D.24g
[答案]C
[解析]稀硝酸具有强氧化性,将金属氧化成最高价Fe-3e-===Fe3+,Mg-2e-===Mg2+,HNO3+3e-―→NO,若反应中铁单质过量,还会发生如下反应:
2Fe3++Fe===3Fe2+,故溶液中可能存在三种金属离子:
Fe3+、Fe2+、Mg2+,设Fe3+为xmol,Fe2+为ymol,Mg2+为zmol,由得失电子守恒得①:
3x+2y+2z=0.2mol×3;加足量的KOH溶液后所得沉淀可能为Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mg(OH)2,由质量守恒知沉淀的总质量为:
11.8g+(3x+2y+2z)×17g/mol=11.8g+0.6mol×17g/mol=22g,故C项正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、填空题(本题包括5个小题,共54分)
18.(本小题满分8分)(2012·青岛3月)稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。
随着全球能源危机的加剧,稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视,但稀薄燃烧时,常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。
不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如图所示。
(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外,还具有的优点是
______________________________________________(填一项)。
排放到大气中的NOx会导致酸雨、______________________等环境问题(填一项),
(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
―→
―→
―→
若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。
为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是________________________。
(3)若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。
将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体:
①纯NO气体,②汽车尾气。
消耗NH3的物质的量较多的可能是_______(填字母),原因是______________________。
A.① B.② C.都有可能
[答案]
(1)减少CO和碳氢化合物的污染 光化学烟雾和破坏臭氧层
(2)溶液显色所需要的时间
(3)A 汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物,少消耗NH3或B 汽车尾气中含有一定量的NO2,多消耗NH3或C 汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体,二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少
[解析]本题以燃油气燃烧过程产生污染这一社会关注问题为背景,考查了环保知识和探究催化剂性能的过程及问题分析,这是一道开放性、探究性很好的试题,侧重考查了学生的自学能力、分析探究问题的能力,要求学生平日要善于思考和分析,关注社会热点,善于运用所学知识解释和解决生活中遇到的实际问题、做到理论联系实际。
(1)因燃油气燃烧过程中可产生对空气有污染的CO、NOx、碳氢化合物等大气污染物,结合“空/燃比”的含义和题图可以推知,增大“空/燃比”可以减少CO、碳氢化合物的排放从而减少污染,根据课本知识可推出排放到大气中的NOx可导致酸雨及光化学烟雾(或破坏臭氧层)而引起的环境污染。
(2)因实验的目的是探究催化剂的催化性,而从所给的探究步骤中,有滴有酚酞的稀硫酸(该溶液为无色),所以肯定是利用NH3与硫酸的酚酞溶液作用显红色的快慢来检测催化性能。
只要记录显色所需时间即可。
(3)根据氧化还原反应中电子得失守恒原则可推知,若汽车尾气中会有一定量的CO和碳氢化合物,因它们也可以还原NOx,则所消耗氨气就少,若汽车尾气中含NO2,则因NO2也可氧化NH3,则消耗的氨气就多。
19.(本小题满分10分)下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H2O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①②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Cl2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________。
[答案]
(1)2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
(2)N≡N (NH4)2SO3或NH4HSO3
(3)ClO-+SO2+2OH-===Cl-+SO
+H2O (4)N2H4
[解析]综合分析已知条件A、B、C,由E是形成酸雨的污染物(猜测为SO2),K是氮肥[猜测为(NH4)2SO4]。
B、C、D是气体以及①是硫酸工业中由硫黄制硫酸的第一步反应(造气)、②是合成氮的反应可搞清楚上面两条转化链:
S+O2―→SO2
(NH4)2SO3或NH4HSO3
SO2+(NH4)2SO4,N2+H2―→NH3
(NH4)2SO4。
再对下面这条转化链进行分析:
L具有漂白性,可由Cl2与NaOH溶液反应制得,则L是NaClO,F是NH3,NH3与NaClO间必发生氧化还原反应,N元素的化合价升高,而生成的J又能与O2反应生成N2,说明J中氮元素的化合价还是负价,结合“J由2种元素组成,相对分子质量为32”,这一条件,可判断J是N、H组成的化合物(不可能是N元素与O、Na或Cl元素形成的化合物),其化学式为N2H4(名称为联氨或肼,结构为
)。
20.(本小题满分12分)(2012·天津一模)某小组同学欲研究SO2的性质。
(1)将相关的含硫物质分为如下表所示的3组,第2组中物质X的化学式是________。
第1组
第2组
第3组
S(单质)
SO2、X、Na2SO3、NaHSO3
SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
(2)利用下图所示的装置研究SO2的性质:
(熔点:
SO2-76.1℃,SO316.8℃;沸点:
SO2-10℃,SO345℃)
①装置Ⅰ模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是__________________________________________________。
②甲同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置,装置Ⅱ的作用是
______________________________________________________;
装置Ⅲ中溶液逐渐褪色,生成Mn2+,同时pH减少,则该反应的离子方程式是___________________________________________。
③乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置,若装置Ⅳ中有40mL2.5mol·L-1NaOH溶液,反应后增重4.8g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是_________________________________________________。
[答案]
(1)H2SO3
(2)①2SO2+O2
2SO3
②使SO3凝结成固体与SO2、O2分离 5SO2+2H2O+2MnO
===5SO
+2Mn2++4H+
③3SO2+4NaOH===Na2SO3+2NaHSO3+H2O
[解析]
(1)观察表格中的物质,第3组的物质为第2组的物质的氧化产物,因此X为H2SO3。
(2)①SO2催化氧化的反应为2SO2+O2
2SO3。
②装置Ⅱ的作用是冷凝SO3,将SO3与SO2、O2分离;装置Ⅲ中为SO2与酸性高锰酸钾溶液反应。
③装置Ⅲ中为SO2与酸性高锰酸钾溶液反应。
③装置Ⅳ增重的质量为SO2的质量,则n(SO2)=-
=0.075mol,而n(NaOH)=2.5mol·L-1×0.04L=0.1mol,n(NaOH):
n(SO2)=4:
3,该反应为3SO2+4NaOH===Na2SO3+2NaHSO3+H2O。
21.(本小题满分10分)(2012·安徽合肥3月)某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料,采用多种方法制取硫酸铜,制备方法如下:
方法一
(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是________(填序号)。
(2)甲同学取6.4g铜片和10mL18mol·L-1浓硫酸,放在试管中共热时发现,铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液,而是在试管底部看到灰白色沉淀。
甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分,设计下列实验。
实验步骤:
倾倒掉上层液体后,向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水,边加边搅拌。
实验现象:
_____________________________________________。
3、怎样做才是解决垃圾问题最有效的方法呢?
(P73)实验结论:
所得灰白色固体的化学式为________。
答:
如水资源缺乏,全球气候变暖,生物品种咖快灭绝,地球臭氧层受到破坏,土地荒漠化等世界性的环境问题。
(3)乙还观察到加热过程中,试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质,持续加热,淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。
淡黄色固体消失的原因是(用化学反应方程式回答)____________。
直到最后反应完毕,发现试管中还有铜片剩余。
乙根据自己所学的化学知识,认为试管中还有硫酸剩余,他这样认为的理由是________________。
15、为了便于辨认,人们把看起来不动的星星分成群,划分成不同的区域,根据其形态想象成人、动物或其他物体的形状,并且给它们命名。
天空中这些被人们分成的许多区域就称为星座。
方法二
(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好,他自己设计的思路是:
2Cu+O2
2CuO,CuO+H2SO4===CuSO4+H2O。
对比甲的方案,你认为丙同学的优点是①____________,②____________________。
方法三
答:
①可以节约能源;②减少对环境的污染;③降低成本。
(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中,再向其中滴入双氧水,发现溶液逐渐呈蓝色,写出反应的化学反应方程式:
_____________。
[答案]
(1)BD
15、在显微镜下,我们看到了叶细胞中的叶绿体,还看到了叶表皮上的气孔。
(2)灰白色物质溶解,溶液变为蓝色 CuSO4
2、1969年7月,美国的“阿波罗11号”载人飞船成功地在月球上着陆。
(3)S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
3、米饭里面的主要成分是淀粉。
米饭淀粉遇到碘酒,颜色变成蓝色,这种蓝色物质是一种不同于米饭和淀粉的新物质。
随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐变小,由浓变稀,稀硫酸不能与铜发生反应
22、绿色植物的一些细胞能进行光合作用,制造养料,它们好像是一个个微小的工厂。
(4)①产生等量的硫酸铜,消耗的硫酸更少 ②不产生污染物SO2
15、经过有效处理的废水,可以排放到湖泊、河流和海洋中,也可以渗入地下。
(5)H2SO4+Cu+H2O2===CuSO4+2H2O
[解析]
(1)浓硝酸有强烈的腐蚀性和氧化性,选B、D。
答:
放大镜的中间厚,边缘薄,光线在透过放大镜时会产生折射,因此会把物图像放大。
(2)浓硫酸有吸水性、脱水性,在试管底部看到的灰白色沉淀是浓硫酸与铜反应生成的无水硫酸铜。
(3)反应中生成的淡黄色固体是硫,硫被浓硫酸氧化。
(4)丙方案用H2SO4的量少,且没有二氧化硫有毒气体产生。
(5)铜片有还原性被氧化成铜离子,过氧化氢有氧化性被还原为水,稀硫酸提供氢离子。
22.(本小题满分14分)(2012·北京顺义3月)氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。
请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是_______________________。
(2)①下图是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是__________________________________。